CN108629276A - 选择配置为指纹传感器或数据输入设备的传感器阵列系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了选择配置为指纹传感器或数据输入设备的传感器阵列系统。设备、系统和方法便于用于经由生物特征传感器认证授权用户的认证生物特征数据的登记。所包括的设备将电力传输到没有独立电源的启用传感器的设备而没有向设备传输数据或从设备传输数据。耦合到生物特征传感器的数据输入设备使用户能够经由生物特征传感器输入非生物特征数据，例如激活码。对于包括指纹传感器的生物特征传感器，手指导向器将手指定位成在期望的定向上接触传感器。系统和方法在需要或不需要诸如激活码的非生物特征认证数据的输入的情况下允许一个或更多个认证生物特征数据模板的登记。

Description

选择配置为指纹传感器或数据输入设备的传感器阵列系统
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C§119(e)要求2017年3月23日提交的美国临时专利申请序列号62/475,550、2017年6月27日提交的美国临时专利申请序列号62/525,475、2017年11月1日提交的美国临时专利申请序列号62/580,171、2017年12月12日提交的美国临时专利申请序列号62/597,674、2018年2月7日提交的美国临时专利申请序列号62/627,398以及2018年3月14申请的美国专利申请序列号15/921,297的申请日的权益，这些专利申请的相应的公开通过引用被并入本文。
公开领域
本公开涉及一种指纹传感器，其安装在具有向用户提供反馈或获得来自用户的指令的有限能力的设备，诸如例如智能卡、健康监测器、可穿戴设备、家用和工业器具、机动车部件和“物联网”(IOT)设备上。
背景
在电子感测市场中，存在用于感测在定位位置处的物体的各种传感器。这样的传感器被配置为感测物体的可检测和/或可测量的特性，以便感测在传感器附近或周围的物体的存在以及正被感测的物体的其他特征和特性。这种“感测特性”可以包括各种可检测的特性，诸如电子特性、电磁特性、超声特性、热特性、光学特性等。
在诸如智能电话的设备上安装的指纹传感器是现在常见的。安装在智能电话上的指纹传感器可用于验证用户的身份。指纹传感器也可以用作智能电话的数据输入或控制机构。例如，指纹传感器可以检测在它的表面上的手指的位置并且将手指的位置解释为用于选择智能电话的功能或在由智能电话显示的菜单内导航的指令。
当指纹传感器在识别和用户接受方面取得进展时，指纹传感器应用于众多其他设备(诸如智能卡、健康监测器、可穿戴设备、家用和工业器具、机动车部件以及物联网(IOT)设备。一些设备(诸如智能卡和IOT设备)被限制到无用户界面或状态指示器(诸如屏幕、扬声器、LED和音频信号)。由于键盘、开关、按钮和操作杆的缺乏，这样的设备也可能被限制到无接收用户输入的用户输入机构。
因此，需要被安装在设备上的具有向用户提供反馈或从用户获得指令的有限能力的指纹传感器，其中指纹传感器为设备提供数据输入或控制机构。指纹传感器可以具有验证用户身份的主要目的，但是也可以用作控制数据或将数据输入到具有提供反馈或获得指令的有限能力的设备中的方便的方式。
美国专利号7,129,926“Navigation Tool”(其相应的公开内容特此通过引用被并入)描述了用于连接到显示设备的导航工具，该导航工具包括具有相对于彼此的已知位置的至少两个传感器元件，每个传感器元件耦合到用于记录预定参数的变化的检测器装置和用于确定每个传感器元件处的变化的时间的定时装置，以及用于基于传感器元件的相对位置和在所记录的变化之间的持续时间来计算所记录的变化的方向和速度的计算装置。
国际专利申请号PCT/NO02/00468“Navigation Concept”(其相应的公开内容特此通过引用被并入)描述了一种电子单元和用于向电子单元提供输入的方法，该单元包括能够感测在传感器上的运动的方向的传感器，并且该方法包括以下步骤：感测运动的方向；将所感测的方向归类为选定数量的类别，所述类别各自在所述运动结束时与一个或更多个符号(例如字符)相关；向电子单元提供相关的符号或命令作为输入。
美国专利申请公开号2014-0300574“Biometric Sensing”(其相应的公开内容特此通过引用被并入)描述了具有驱动线和拾取线的簇的双网格触摸屏，导致在双分辨率处理模式下(即在低分辨率模式或高分辨率模式下)操作的阻抗传感器，以便跟踪创建触摸输入的对象的运动。
概述
以下内容给出了简化的概述，以便提供对本文所描述的一些方面的基本理解。该概述并不是所要求保护的主题的广泛概述。其既不旨在确定所要求保护的主题的关键或决定性的元素，也不旨在勾画所要求保护的主题的范围。其唯一的目的是以简化的形式给出一些概念，作为后面给出的更详细的描述的序言。
在一个示例中，指纹传感器和数据输入系统包括：传感器元件的二维阵列，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而生成信号；以及处理器，其被配置为处理由传感器元件生成的信号并且选择性地被放置在指纹感测模式和数据输入模式中。在数据输入模式中，处理器被配置为确定响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而生成信号的每个传感器元件位于阵列的两个或更多个在空间上不同的区域的哪个中，以基于由手指表面接触的该在空间上不同的区域而实现数据输入。在指纹感测模式中，处理器被配置为检测由在手指表面的可检测接近度中的传感器元件生成的信号中的、指示手指表面的指纹的特征的变化，并且被配置为形成手指表面的指纹的图像。
在另一个示例中，指纹传感器和数据输入系统包括：传感器元件的二维阵列，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而生成信号；数据输入设备，其操作地放置在阵列上并界定阵列的两个或更多个空间上不同的区域；以及处理器。处理器被配置成当数据输入设备操作地放置在阵列上时检测并区分与阵列的两个或更多个空间上不同的区域中的每一个的接触并且检测由在手指表面的可检测接近度中的传感器元件生成的信号中的、指示手指表面的指纹的特征的变化，并且当数据输入设备未操作地放置在阵列上时形成手指表面的指纹的图像。
在另一个示例中，指纹传感器和数据输入系统包括：传感器元件的二维阵列，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而生成信号；数据输入设备，其操作地放置在阵列上并界定阵列的两个或更多个空间上不同的区域；以及处理器。处理器被配置为检测并区分与阵列的两个或更多个空间上不同的区域中的每个的接触，并且当数据输入设备操作地放置在阵列上时检测由接触两个或更多个在空间上不同的区域的用户以指定顺序输入的认证码并且检测由在手指表面的可检测接近度中的传感器元件生成的信号中的指示手指表面的指纹的特征的变化并且在检测到正确的认证码之后形成手指表面的指纹的图像。
在另一个示例中，一种用于用传感器元件的二维阵列登记指纹的方法(每个传感器元件被配置为响应于被放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而生成信号)包括：检测用户的手指与传感器元件的阵列的不同的空间上不同的区域的接触，检测由接触阵列的不同的空间上不同的区域的用户按顺序输入的代码，以及如果检测到的代码与预定的激活代码匹配则认证该检测到的代码，并且如果检测到的代码与预定的激活码匹配，则存储当用户将手指放置在传感器元件的阵列上时形成的一个或更多个指纹图像。
在另一个示例中，设备包括传感器以及在传感器上的可移除数据输入设备。可移除数据输入设备包括在空间上界定传感器的不同区域的窗口的图案。
在另一个示例中，指纹传感器和数据输入系统包括：布置在二维阵列中的多个(aplurality of)传感器元件，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而产生信号；数据输入设备，其操作地耦合到阵列并且包括两个或更多个数据输入键，每个键与阵列的一个或更多个空间上不同的数据输入区域相关联；以及处理器。处理器被配置为当数据输入设备操作地耦合到阵列时经由与每个数据输入键相关联的阵列的一个或更多个空间上不同的数据输入区域所产生的信号来检测并区分与该数据输入键的接触，并检测由在手指表面的可检测接近度中的传感器元件产生的信号中的、指示手指表面的指纹的特征的变化，并且当数据输入设备未操作地耦合到阵列时形成手指表面的指纹的图像。
在另一个示例中，指纹传感器和数据输入系统包括：指纹传感器，其包括电容传感器元件的阵列，每个传感器元件被配置为在被手指接触时产生接触信号；以及数据输入设备，其被配置为可移除地附接到结合指纹传感器的主机设备并包括两个或更多个数据输入键。每个数据输入键与阵列的一个或更多个相关联的数据输入区域远程地耦合，使得当用户触摸数据输入键时由相关联的数据输入区域包围的传感器元件产生接触信号。
在另一个示例中，数据输入系统包括具有传感器的主机设备和可移除地布置在传感器上的数据输入设备。数据输入设备包括两个或更多个数据输入键，并且每个数据输入键与传感器的感测区的一个或更多个空间上不同的数据输入区域相关联。
在另一个示例中，相对于接触传感器元件的阵列可移除地附接的数据输入设备包括相对于覆盖阵列的数据输入设备的一部分远程地布置的两个或更多个数据输入键，每个数据输入键包括布置在数据输入设备上的导电键迹线、与每个数据输入键相关联并且被配置为当数据输入设备相对于阵列可移除地附接时布置在阵列的在空间上分离的部分上的导电感测区激活迹线以及将每个导电键迹线与相关联的感测区激活迹线电连接的导电连接迹线。
在另一个示例中，一种用于在包含指纹传感器的智能卡上登记指纹的方法包括：将智能卡连接到电源；通过使用手指接触附接到智能卡的数据输入设备的两个或更多个数据输入键来以对应于激活码的顺序输入激活码，其中数据输入设备的一部分位于指纹传感器的感测区之上，并且每个数据输入键与感测区的一个或更多个空间上不同的数据输入区域相关联；从智能卡移除数据输入设备的一部分以暴露指纹传感器的感测区；用手指接触指纹传感器的感测区一次或更多次以登记指纹模板(即，生物特征数据的验证模板)；以及将智能卡与电源断开。
在另一个示例中，智能卡包括：能够沿着位于卡的平面中的任何轴偏转的卡主体；用于认证智能卡的用户的指纹传感器；存储激活码的数据存储元件；数据输入设备，其耦合到指纹传感器以将数据输入设备的不同区与指纹传感器的不同区相关联，传感器的每个不同区对应于激活码的唯一可识别部分；以及处理器，其被配置为解译通过用户经由数据输入设备与指纹传感器交互作用而输入的代码并且将由用户输入的代码与所存储的激活码进行比较。
在另一个示例中，一种用于登记指纹传感器的方法包括定义激活码以开始对于指纹传感器的登记过程并且使用户能够通过与指纹传感器的两个或更多个不同部分中的每一个交互作用而将激活码输入到指纹传感器中。指纹传感器的两个或更多个不同部分中的每一个对应于激活码的唯一可识别部分。
在另一示例中，用于在具有指纹传感器的智能卡上登记指纹模板(即，生物特征数据的验证模板)的方法包括将智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源而不将智能卡的任何数据传输触点连接到配置成发送或接收数据的设备，根据将智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源的特定实例自动激活在指纹传感器中的登记模式，通过存储从通过将手指放置在指纹传感器上而生成的一个或更多个指纹图像得到的指纹模板来登记指纹，以及在登记步骤完成时自动去激活在指纹传感器中的登记模式。
在另一个示例中，一种用于在具有指纹传感器的智能卡上登记指纹模板的方法包括：将智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源而不将智能卡的任何数据传输触点连接到被配置为将数据发送到智能卡或从智能卡接收数据的设备，确定是否为智能卡的指纹传感器登记了指纹模板，如果没有为智能卡的指纹传感器登记指纹模板，则当将智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源时自动激活在指纹传感器中的登记模式，通过存储从通过将手指放置在指纹传感器上而生成的一个或更多个指纹图像得到的指纹模板来登记指纹，以及在登记步骤完成时自动去激活在指纹传感器中的登记模式。
在另一个示例中，指纹传感器和数据输入系统包括：布置在二维阵列中的多个传感器元件，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面产生信号；数据输入设备，包括布置在阵列上方的一部分并且包括在布置在阵列上方的数据输入设备的该部分中形成的刺穿孔(piercings)的图案，其中刺穿孔在空间上与阵列的一个或更多个空间上不同的数据输入区域相关联；以及处理器。处理器被配置为检测放置成与阵列的相关联的空间上不同的数据输入区域接触的手指并且检测由通过刺穿孔的图案接触的空间上不同的数据输入区域产生的信号的图案。
在另一个示例中，指纹传感器和数据输入系统包括：布置在二维阵列中的多个传感器元件，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而产生信号；数据输入设备，包括布置在阵列上方的一部分并且包括涂敷到布置在阵列上方的数据输入设备的该部分的导电材料的图案，其中图案在空间上与阵列的一个或更多个空间上不同的数据输入区域相关联；以及处理器。处理器被配置为检测导电材料的图案与阵列的相关联的空间上不同的数据输入区域的接触并且检测由导电材料的图案接触的空间上不同的数据输入区域所产生的信号的图案。
在另一个示例中，指纹传感器和数据输入系统包括：布置在二维阵列中的多个传感器元件，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而产生信号；数据输入设备，其部分地布置在阵列上并且包括两个或更多个数据输入键，每个键与阵列的第一部分的一个或更多个空间上不同的数据输入区域相关联；以及暴露阵列的第二部分的切口；以及处理器，其被配置为通过由与每个数据输入键相关联的阵列的一个或更多个空间上不同的数据输入区域产生的信号来检测并区分与该数据输入键的接触，并且检测由在手指表面的可检测接近度中的阵列的第二部分的传感器元件产生的信号中的、指示手指表面的指纹的特征的变化。
在另一个示例中，一种包括指纹传感器和数据输入系统的设备包括：布置在二维阵列中的多个传感器元件，每个传感器元件被配置为响应于被放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而产生信号；布置在远离多个传感器的设备的一部分上的两个或更多个数据输入键，每个数据输入键与阵列的第一部分的一个或更多个空间上不同的数据输入区域耦合，使得与数据输入键的接触导致由在耦合到数据输入键的每个空间上不同的数据输入区域内的传感器元件产生的信号；以及处理器。处理器被配置为通过由与每个数据输入键耦合的阵列的一个或更多个空间上不同的数据输入区域产生的信号来检测并区分与该数据输入键的接触，并且检测由在手指表面的可检测接近度中的阵列的第二部分的传感器元件产生的信号中的、指示手指表面的指纹的特征的变化。
在另一个示例中，一种用于在包含指纹传感器的智能卡上登记指纹的方法包括：将智能卡连接到电源，通过使用手指接触附接到智能卡的数据输入设备的两个或更多个数据输入键来以对应于激活码的顺序输入激活码，其中数据输入设备的一部分位于指纹传感器的感测区的一部分之上，并且每个数据输入键与感测区的一部分的一个或更多个空间上不同的数据输入区域相关联；使用手指一次或更多次地接触未被数据输入设备的一部分覆盖的指纹传感器的感测区的部分以登记指纹模板；以及使智能卡与电源断开。
在另一个示例中，一种用于在具有指纹传感器的智能卡上登记指纹模板的方法包括：将智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源而不将智能卡的任何数据传输触点连接到被配置为发送或接收数据的设备，在检测到触发事件时激活在指纹传感器中的登记模式，通过存储从通过将手指放置在指纹传感器上而生成的一个或更多个指纹图像得到的指纹模板来登记指纹，以及在登记步骤完成时去激活在指纹传感器中的登记模式。
在另一个示例中，触发事件包括从由下列项组成的列表中选择的一个或更多个触发事件：a.用户与生物特征传感器组件的交互作用，b.将可检测对象放置在生物特征传感器组件上，c.从生物特征传感器组件移除可检测对象，d.检测到所存储的验证模板的缺乏，e.检测到部分地完成的所存储的验证模板的存在，f.检测到电力第一次传输到智能卡，g.检测到传输到智能卡的电力的特定实例，h.检测到尚未达到用于得到验证模板的不成功尝试的最大次数，i.激活输入机构，j.计时器或计数器的到期，k.错误状态的出现，l.检测到上一次智能卡被插入卡片阅读器中时设置的标志，该卡片阅读器向或从智能卡传输数据，m.检测到智能卡已连接到不向或从卡传输数据的电源，n.由生物特征传感器组件以外的智能卡的部件检测到触发事件，以及o.检测到特定智能卡已经耦合到特定的非数据传输电源。
在另一个示例中，用于智能卡的电源包括功率元件和壳体。该壳体包括配置成接纳智能卡的一端的狭缝和连接到功率元件的触点。当智能卡插入狭缝中时，触点接触智能卡的电力传输接触垫并且不接触智能卡的数据传输接触垫，从而将智能卡的电力传输接触垫连接到功率元件。
在另一个示例中，覆盖物被配置为向具有用于将电力源连接到电子设备的端子的电子设备提供电力，并且覆盖物被配置为可移除地固定到电子设备的表面。覆盖物包括：被配置为当被固定到电子设备时与电子设备的表面相符的膜；支撑在膜上的功率元件；布置在膜的表面上或嵌入膜的表面中的导电材料，其中当覆盖物被固定到电子设备的表面时导电材料将功率元件连接到电子设备的端子；以及电路闭合器，其被配置为使用户能够选择性地闭合在功率元件和电子设备的端子之间的电源电路以实现在功率元件和电子设备之间的电力传输。
在另一个示例中，一种用于在具有电力端子、数据传输端子和生物特征传感器的电子设备上登记生物特征模板的方法包括：将覆盖物连接到电子设备，其中覆盖物被配置为从安装在覆盖物上的功率元件到电子设备的电力端子来向电子设备提供电力并连接到电子设备的数据传输端子，闭合在功率元件与电子设备的电力端子之间的电源电路以实现在功率元件和电子设备之间的电力传输，触发生物特征传感器以进入登记模式，以及根据从用户到生物特征传感器的生物特征输入来生成生物特征模板。
在另一个示例中，手指导向器被配置成可移除地附接到具有指纹传感器的设备，并且包括两个或更多个通道。每个通道被配置为定位放置在其上的手指以按不同的取向接触指纹传感器。
在另一个示例中，用于包括指纹传感器的智能卡的电源和手指导向器包括：功率元件；卡保持器框架，其包括一个或更多个卡导轨和连接到功率元件的触点，智能卡被插入卡导轨中以相对于智能卡来定位卡保持器框架，其中当智能卡插入卡导轨时触点接触智能卡的电力传输接触垫，从而将智能卡的电力传输接触垫连接到功率元件；以及附接到卡保持器框架并包括两个或更多个通道的手指导向器，其中每个通道被配置为定位放置在其上的手指以按不同的取向接触指纹传感器。
在另一个示例中，指纹传感器和数据输入系统包括：布置在二维阵列中的多个传感器元件，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而产生信号；数据输入设备，其部分地布置在阵列上并且包括两个或更多个数据输入键，每个键与阵列的第一部分的一个或更多个空间上不同的数据输入区域相关联；以及切口，其暴露阵列的第二部分；处理器，其被配置为通过由与每个数据输入键相关联的阵列的一个或更多个空间上不同的数据输入区域产生的信号来检测和区分与该数据输入键的接触，并且检测由在手指表面的可检测接近度中的阵列的第二部分的传感器元件产生的信号中的、指示手指表面的指纹的特征的变化；以及手指导向器，其包括两个或更多个通道，其中每个通道被配置为定位放置在其上的手指以按不同的取向接触二维阵列。
在另一个示例中，一种用于在包含指纹传感器的智能卡上登记指纹的方法包括：将智能卡连接到电源；在确定触发事件时进入登记模式；通过将同一手指放置在被配置为相对于指纹传感器在唯一的取向上定位放置在其上的手指以登记对于该手指的指纹模板的两个或更多个手指导向通道中的每一个上来接触指纹传感器；以及在登记指纹模板之后将智能卡从电源断开。
在另一个示例中，一种用于在包含指纹传感器的智能卡上重新登记指纹的方法，其中至少一个指纹模板以前已被登记，该方法包括：A.将智能卡连接到电源，B.当确定触发事件时进入重新登记模式，C.通过将同一手指顺序地放置在被配置为相对于指纹传感器在唯一的取向上定位放置在其上的手指以登记对于该手指的指纹模板的两个或更多个手指导向通道中的每一个上来接触指纹传感器，D.用从在步骤C期间生成的指纹图像形成的新指纹模板代替先前登记的指纹模板，或者用在步骤C期间生成的指纹图像更新先前登记的指纹模板，E.将智能卡从电源断开。
在另一个示例中，一种用于在包含指纹传感器的设备上登记两个或更多个指纹的方法，包括：A.将设备连接到电源，B.在确定触发事件后进入第一登记模式，C.登记对于第一手指的第一指纹模板，D.在确定触发事件后进入后续登记模式，E.登记对于与先前登记的手指不同的后续手指的后续指纹模板；F.确定是否已登记了所需数量的手指，G.如果所需数量的手指尚未登记，则返回到步骤D，以及H.如果所需数量的手指已被登记，则将智能卡从电源断开。
在另一示例中，用于在启用生物特征的智能卡中登记生物特征数据的验证模板的系统包括：非数据传输电源，其配置成耦合到智能卡以将电力传输到智能卡而不将数据传输到智能卡或从智能卡传输数据，其中非数据传输电源包括功率元件和配置成接纳智能卡的一端的插座；以及生物特征传感器组件，其包括一个或更多个传感器元件和用于控制一个或更多个传感器元件的操作并用于处理来自一个或更多个传感器元件的信号的相关联的电路。生物特征传感器组件配置成安装在智能卡中，由此，当非数据传输电源耦合到智能卡时，电力传输到生物特征传感器组件。生物特征传感器组件配置成当电力由非数据传输电源传输到生物特征传感器组件时在登记模式中操作。当在登记模式中操作时，生物特征传感器组件配置成得到并存储来自由一个或更多个传感器元件生成的一个或更多个生物特征图像的生物特征数据的验证模板。
在另一示例中，用于在具有生物特征传感器的智能卡上登记生物特征模板的方法包括：将智能卡的一端插入插座中；将电力从插座传输到智能卡而不将数据传输到智能卡或从智能卡传输数据；使生物特征传感器在登记模式中操作；当生物特征传感器在登记模式中操作时，使用生物特征传感器生成一个或更多个生物特征图像；得到来自一个或更多个生物特征图像的生物特征数据的至少一个验证模板；存储验证模板；以及在存储验证模板之后，终止在生物特征传感器中的登记模式。
当参考附图考虑下面的描述和所附权利要求时，本公开的主题的其他特征和特性以及操作的方法、结构的相关元件的功能以及部件的组合及制造的经济性将变得更明显，所有附图形成本说明书的一部分，其中相似的参考数字表示在各个图中的相应部分。
附图说明
被纳入本文中并形成说明书的一部分的附图图示了本公开主题的各种实施例。在附图中，类似的参考数字指示相同的或功能上相似的元素。
图1示出根据一些实施例的安装在智能卡上的指纹传感器。
图2A和图2B是根据一些实施例的安装在设备上的指纹传感器的感测区的顶视图。
图3A-3B示出根据一些实施例的以临时放置在安装在智能卡上的指纹传感器的感测区上方的覆盖物的形式的数据输入设备。
图4A-4C是根据一些实施例的以临时放置在指纹传感器的感测区上方的、具有穿孔(pierced holes)的不同配置的覆盖物的形式的数据输入设备的顶视平面图。
图5A和图5B示出根据一些实施例的以放置在安装在设备上的指纹传感器的感测区上方的框架的形式的数据输入设备。
图6A-6C示出根据一些实施例的以可以临时放置在指纹传感器的感测区上方的双层覆盖物的形式的数据输入设备。
图7A示出根据一些实施例的以临时放置在指纹传感器的感测区上方的、具有复杂刺穿图案的覆盖物的形式的数据输入设备。
图7B示出根据一些实施例的以具有临时放置成与指纹传感器的感测区接触的可检测印刷图案的覆盖物的形式的数据输入设备。
图8示出根据一些实施例的对指纹传感器的校准的方法。
图9A示出根据一些实施例的与安装在智能卡上的指纹传感器一起使用的电源。
图9B和图9C分别显示根据一些实施例的电源的底视图和顶视图。
图9D和图9E分别显示根据一些实施例的可选的卡保持器/电源的透视图和平面图。
图9F是根据一些实施例的没有布置在卡保持器中的卡的可选的卡保持器/电源的顶部透视图。
图9G示出根据一些实施例的具有布置在卡保持器中的卡的沿着图9F中的线F-F的卡保持器/电源的横截面。
图9H示出类似于图9G的卡保持器/电源的横截面，并且示出根据一些实施例的可选的卡保持器/电源。
图10A-10E示出与安装在智能卡上的指纹传感器一起使用的电源的实施例。
图11A-11C示出与安装在智能卡上的指纹传感器一起使用的电源的实施例。
图12A-12C示出与安装在智能卡上的指纹传感器一起使用的电源的实施例。
图13示出根据一些实施例的以覆盖物的形式的数据输入设备，其包括耦合到在指纹传感器的感测区上的相关联的空间上不同的感测区的数据输入键。
图14A-14C示出根据一些实施例的以多层覆盖物的形式的数据输入设备，其包括耦合到在指纹传感器的感测区上的相关联的空间上不同的感测区的数据输入键。
图15A示出以覆盖物的形式的数据输入设备的实施例，该覆盖物包括耦合到在指纹传感器的感测区上的相关联的空间上不同的感测区的数据输入键，并且包括使用未耦合到相关联数据输入键的、感测区的空间上不同的参考区以用于噪声消除。
图15B示出以覆盖物的形式的数据输入设备的实施例，该覆盖物包括耦合到指纹传感器的感测区的相关联的空间上分离的部分的数据输入键。
图15C和图15D示出根据一些实施例的放置在感测区上的感测激活迹线的放大视图。
图15E-15H示出在以当临时放置在指纹传感器的感测区上时的覆盖物的形式的导电材料布置输入设备的实施例。
图16A-16B示出数据输入设备的实施例，其中每个键包括两个导电元件，每个导电元件耦合到在指纹传感器的感测区上的相关联的空间上不同的感测区，其中与键的接触完成通过两个导电元件到地面的电路。
图17示出以具有数据输入键的单层覆盖物的形式的数据输入设备的实施例的横截面图，数据输入键耦合到在指纹传感器的感测区上的相关联的空间上不同的感测区，其中键位于覆盖物的第一侧上且覆盖物包括穿过覆盖物延伸到被连接到在覆盖物的相对侧上的相关联的空间上不同的感测区的导电迹线的导电迹线。
图18是以固定到主机设备的相对侧并且包括在主机设备的多个表面上的数据输入键的覆盖物的形式的数据输入设备的实施例的横截面图，该数据输入键耦合到在指纹传感器的感测区上的相关联的空间上不同的感测区。
图19示出包括在远程小键盘设备上的数据输入键和将数据输入键耦合到在指纹传感器的感测区上的相关联的空间上不同的感测区的数据传输电缆的数据输入设备的实施例。
图20示出包括耦合到在指纹传感器的感测区上的相关联的空间上不同的感测区的数据输入键的数据输入设备的实施例，其中数据输入键定位成远离感测区并且数据输入设备从主机设备的表面延伸。
图21A-21D示出以包括对于指纹传感器的电源的覆盖物的形式的数据输入设备的实施例。
图22显示了说明用于在设备上登记指纹模板的简单的成本有效的方法的实施例的流程图。
图23A和图23B显示了说明用于在设备上登记指纹模板的简单的成本有效的方法的实施例的流程图。
图24显示了说明用于在设备上登记指纹模板的简单的成本有效的方法的实施例的流程图。
图25A-25D示出无线地向智能卡提供电力的实施例。
图26A示出以覆盖物的形式的数据输入设备的实施例，该覆盖物包括耦合到在指纹传感器的感测区上的相关联的空间上不同的感测区的数据输入键，其中数据输入键定位成远离感测区，并且指纹传感器的感测区的一部分通过切口被暴露，而另一部分被覆盖物覆盖。
图26B和图26C分别示出根据一些实施例的以单层覆盖物的形式的数据输入设备的顶表面和底表面，该覆盖物包括耦合到在由覆盖物覆盖的指纹传感器的感测区的一部分上的相关联的空间上不同的感测区的数据输入键并且另外包括在覆盖物中形成的切口以暴露指纹传感器的感测区的一部分。
图27A示出在指纹传感器的感测区上布置导电材料的实施例。
图27B示出在指纹传感器的感测区上布置导电材料的实施例，该导电材料包括在连接到数据键的感测区的一部分上的激活迹线以及在激活迹线之间并相邻于激活迹线布置的参考迹线。
图28示出根据一些实施例的以临时放置在智能卡上的单层覆盖物的形式的数据输入设备。
图29A和图29B示出根据一些实施例的包含指纹传感器的设备，其中数据输入键结合到该设备中。
图30-31显示了说明采用以覆盖物的形式的数据输入设备的登记过程的实施例的流程图，其中指纹传感器的感测区的一部分通过在覆盖物中形成的切口而暴露给用户。
图32-33显示了说明在设备上的登记过程的实施例的流程图，其中数据输入键和指纹传感器的至少一部分永久地可供用户使用。
图34A是根据一些实施例的以覆盖物的形式的数据输入设备的平面图，该覆盖物将电源与布置在覆盖物下方的主机设备集成。
图34B是根据一些实施例的数据输入设备和主机设备的视图，其中覆盖物的一部分被折叠以完成到主机设备的电源电路。
图34C是示出根据一些实施例的放置成与智能卡接触的数据输入设备的表面的平面图。
图34D是示出根据一些实施例的放置在数据输入设备上的卡的平面图。
图34E是根据一些实施例的数据输出设备的上表面的平面图。
图34F是根据一些实施例的向布置在覆盖物下方的电子主机设备提供电源的覆盖物的平面图。
图35是根据一些实施例的向布置在覆盖物下方的电子主机设备提供电源的覆盖物的平面图。
图36-37显示了说明在设备上的登记过程的实施例的流程图。
图38是根据一些实施例的具有指纹传感器和布置在其上的可移除手指导向器的主机设备的顶部透视图。
图39是根据一些实施例的手指导向器的顶部透视图。
图40是根据一些实施例的其上叠加有定向手指放置箭头的手指导向器的顶部透视图。
图41是根据一些实施例的布置在主机设备(例如智能卡)上的手指导向器的顶部透视图。
图42是根据一些实施例的电源/手指导向器的卡保持器框架的底部透视图。
图43为图42所示的卡保持器框架的顶部透视图；
图44是图42的电源/手指导向器的底部平面图，其中智能卡插入其中。
图45是图44的电源/手指导向器的顶视平面图，其中智能卡插入其中。
图46A-46B分别是电源/手指导向器的实施例的顶视平面图和局部透视图。
图47A-47F示出结合到以包括电源的覆盖物的形式的数据输入设备中的手指导向器的实施例。
图47G-47H示出结合到包括电源的覆盖物中的手指导向器的实施例。
图47I-47L示出包括滑动开关的手指导向器的实施例。
图48A和图48B是手指导向器的实施例的右和左部分透视图。
图49A、图49B和图49C显示根据一些实施例的用户使用手指导向器的不同通道抓握具有指纹传感器和传感器导向器的智能卡。
图50示意性地显示根据一些实施例的在登记期间生成的验证模板图像。
图51示意性显示根据一些实施例的在二维登记期间生成的验证模板图像。
图52示意性地显示根据一些实施例的在三维登记期间生成的验证模板图像。
图53A是根据一些实施例的手指导向器的顶视平面图。
图53B显示在图53A中所示的手指导向器的线性可移动面板和固定导轨之间的止动销和齿的特写。
图54是根据一些实施例的手指导向器的顶视平面图，由此两个或更多个切口和相关联的手指导向通道相对于感测表面可旋转地移动，以选择性地将切口与感测表面对准并且将相关联的手指导向通道放置成操作性接近感测表面。
图55是根据一些实施例的可旋转手指导向器的基部的顶视平面图。
图56是根据一些实施例的可旋转手指导向器的顶部部分的顶视平面图。
图57是根据一些实施例的可旋转手指导向器的位置选择器的侧视图。
图58显示了说明登记生物特征模板的方法的实施例的流程图。
图59显示了进一步说明登记如图48所示的生物特征模板的方法的实施例的流程图。
图60A、图60B、图60C、图60D显示成角度的通道的各种实施例的示意图。
图61A、图61B和图61C显示了根据一些实施例的手指导向器的凸起部分的横截面中的示例剖面，以示出当手指通过碰到最靠近感测区的凸起部分的最高边缘而翘起时如何获得仰角。
图62A、图62B和图62C显示了根据一些实施例的使用图48A和图48B的指纹导向器与指纹传感器进行手指接触的示意图。
图63显示了说明基于触发事件来重新登记生物特征传感器(诸如指纹传感器)的过程的实施例的流程图，该触发事件使传感器进入重新登记模式。
图64显示了说明用于在启用指纹传感器的智能卡中登记指纹模板的过程的实施例的流程图，由此在登记过程之后，做出关于是否应该针对不同手指执行重复的登记过程的确定。
详细描述
虽然本公开的主题的各方面可以以各种形式来体现，但是以下描述和附图仅旨在公开如本主题的具体示例的这些形式中的一些。因此，本公开的主题不旨在限于如此描述和示出的形式或实施例。
除非另有定义，本文使用的所有技术的术语、标记以及其他技术术语或用辞具有本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同意思。所有专利、申请、公布的申请以及本文提及的其他申请通过引入以其整体并入。如果在本节中阐述的定义与专利、申请、公布的申请以及本文中通过引用并入的其他申请中阐述的定义相反或与其不一致，则相比于通过引用并入本文的定义，以在该节中阐述的定义为准。
除非另有说明或上下文另有所指，否则如本文中所使用的，“一(a)”或“一(an)”是指“至少一个”或“一个或更多个”。
本说明书在描述部件、装置、定位、特征或其一部分的位置和/或取向时可使用相对的空间和/或取向术语。除非特别声明，否则由说明书的上下文叙述的这样的术语(包括而不限于顶部、底部、以上、以下、在下面、在顶部、上面、下面、左侧、右侧、前面、后面、紧接、相邻、之间、水平、竖直、对角线、纵向、横向、径向、轴向等)用于方便指出附图中这样的部件、装置、定位、特征或其一部分且不旨在限制。
此外，除非另有声明，否则本说明书中提及的任何特定的尺寸仅代表体现了本公开的方面的设备的示例性实施而不旨在限制。
如在本文所使用的，术语“相邻”指接近或邻接。相邻的对象可以彼此间隔开或者可以彼此处于实际或直接接触中。在一些情况下，相邻的对象可以耦合到彼此或者可以彼此整体地形成。
如在本文所使用的，术语“相当大地(substantially)”和“相当大的(substantial)”指相当大的程度或限度。当与例如事件、环境、特性或性质结合使用时，这些术语可以指事件、环境、特性或性质精确地出现的情况以及事件、环境、特性或性质极接近地出现的情况，诸如解释在本文述的实施例的典型容限水平或可变性。
如本文所使用的，术语“可选的”和“可选地”意味着随后描述的部件、结构、元件、事件、环境、特性、性质等可以或可以不被包括或出现，并且该描述包括部件、结构、元件、事件、环境、特性、性质等被包括或出现的情况以及它不被包括或不出现的情况。
现在常见的是安装在诸如智能电话的设备上的指纹传感器。安装在智能电话上的指纹传感器可用于验证用户的身份。指纹传感器也可以用作对于智能电话的数据输入或控制机构。例如，指纹传感器可以检测在它的表面上的手指的位置并且将手指的位置解释为用于选择智能电话的功能或在由智能电话显示的菜单内导航的指令。
当指纹传感器在识别和用户接受方面取得进展时，指纹传感器现在应用于众多其他设备，诸如例如智能卡、健康监测器或追踪器、可穿戴设备、家用和工业器具、机动车部件以及物联网(IOT)设备。一些设备(诸如智能卡和IOT设备)被限制到无用户界面或状态指示器，诸如屏幕、扬声器、LED和音频信号，设备可使用该状态指示器来将信息通知给用户。由于键盘、开关、按钮和操作杆的缺乏，这样的设备也可能被限制到无接收用户输入的用户输入机构。
这样的设备以及计算机、智能电话等(其中结合了用户认证生物特征传感器，诸如指纹传感器)在本公开中有时通常被称为“主机设备”。
因此，需要在具有向用户提供反馈或从用户获得指令的有限能力的设备(在下文中被称为“有限设备”)安装指纹传感器，其中指纹传感器为设备提供数据输入或控制机构。指纹传感器可以具有验证用户的身份的主要目的，但是也可以用作控制数据或将数据输入到有限设备中的便利方式。
为了使生物特征传感器(诸如例如指纹传感器)正确地操作，重要的是用户的生物特征数据(例如指纹)的足够详细的模板(或多个模板)在登记过程期间被检测和存储。所存储的模板(即，生物特征(例如指纹)数据的验证模板)用于与当设备在一般使用中时由生物特征传感器生成的生物特征图像数据(例如由指纹传感器感测到的手指的图像)进行比较。在采用指纹传感器作为生物特征传感器的实施例中，如果感测到的手指的图像匹配所存储的指纹模板，则用户被允许访问设备。因此，获取和存储足够质量的指纹模板是重要的。如果所存储的指纹模板没有足够的质量，则用户可能以高比率经历错误的接受和拒绝。
尽管本文描述的概念可适用于各种生物特征传感器和相关联的生物特征数据及生物特征数据的验证模板，但是为了说明而非限制的目的，在本文中在指纹传感器和指纹数据(即图像)的上下文中频繁地描述示例。
对于使用具有小于平均手指的表面的感测区的指纹传感器的登记过程，从手指的多个图像构建模板。具体地，用户被指示将他的或她的手指重复地呈现在指纹传感器的感测区上，直到具有足够质量的多个图像被收集以形成模板为止。然而，安装在有限设备上的指纹传感器在整个登记过程中造成困难。例如，有限的反馈/输入能力使通知用户进行下列操作变得很难：(i)开始登记过程，(ii)在登记过程期间重复呈现他的或她的手指，(iii)足够数量的图像已被收集，以及(iv)登记过程完成。
此外，用于在有限设备上登记指纹的现有解决方案要求用户访问用户在其处将执行登记过程的安全地点。例如，在智能卡上登记指纹需要用户访问安全地点(例如银行)，在受过训练的代理的帮助下在分离的设备上创建用户指纹的模板，并将因而得到的模板上传到智能卡。由于对安全地点的所需的物理访问，在有限设备上登记指纹的这种常规方法对于用户是不方便的。此外，这种常规方法受到严密审视，因为它由于下面的事实而产生安全风险：用户不能确定用户的指纹在安全地点处在登记过程期间没有被错放或复制或者由分离的设备记录的指纹在登记完成后被完全擦除。此外，如果用于用户的登记的传感器(即，单独设备的传感器)不同于稍后用于用户的验证的传感器(即，有限设备的传感器)，则验证准确度可能被损害。
本文描述的实施例的目的是避免在有限设备上登记指纹的常规方法的至少一些上面提到的问题。本文描述的系统、设备和方法提供了通过安装在设备上的指纹传感器来将用户的手指登记到有限设备上而不需要分离的设备来接收指纹图像的成本有效且高效的过程，这增强了安全性并提高了对于有限设备的指纹匹配的准确性。
在本公开的上下文中，“传感器元件”包括被配置为基于可测量参数(例如电容、光/光学、热/热量、压力等)来产生信号的一个或更多个部件的布置，该信号的特性将基于在本地接近传感器元件的对象的存在或不存在而改变。指纹传感器将包括这样的传感器元件的阵列，该传感器元件被配置为基于放置在指纹传感器上或附近的手指的表面的一部分来产生信号。指纹传感器的传感器元件的每一个的灵敏度使得在每个传感器元件处产生的信号的特性将基于放置在阵列上或附近的手指的该部分的表面特征而改变，以及在每个传感器元件处产生的信号的变化的特性可以被组合或以其他方式被处理以形成具有放置在阵列上或附近的手指表面的该部分的指纹的实际或虚拟“图像”的数据文件。
这种传感器元件的具体示例可以包括但不限于电容、光学、热和压力传感器元件。作为说明性示例，可以在指纹传感器中使用的两种类型的电容传感器元件是互电容传感器元件和自电容传感器元件。互电容传感器元件的阵列包括多个间隔开的驱动线和多个间隔开的拾取线，多个间隔开的拾取线布置成横穿驱动线并且通过介电材料与驱动线间隔开。拾取线和驱动线的每个交叉点构成互电容传感器元件，其被配置成产生指示由于在本地接近互电容传感器元件的对象的一部分的存在或不存在而导致的电容变化的信号。自电容传感器元件的阵列包括第一多个间隔开的导电线和被布置成横穿第一多个间隔开的导电线的第二多个间隔开的导电线。第一多个导电线和第二多个导电线中的每个导电线被配置为将信号发送到放置在可检测接近度中的手指表面并且接收作为结果的信号。因此，每个导电线构成自电容传感器元件，其被配置为产生指示由于在本地接近自电容传感器元件的对象的一部分的存在或不存在而导致的电容变化的信号。
此外，在本文设想的传感器元件包括基于硅的传感器，其中传感器元件直接形成在硅半导体衬底上并且可以形成感测像素和硅外传感器的二维阵列，其中传感器元件不直接布置在硅半导体衬底(例如被称为芯片外传感器)上，但是形成在非硅衬底上并且导电地连接到远程地定位的控制元件，其可以是基于硅的半导体芯片，诸如专用集成电路(ASIC)。
尽管在特定类型的传感器元件和指纹传感器配置的上下文中提出了本公开的各方面，但应该认识到，那些方面的实现不一定限于本文所述的指纹传感器的特定类型的传感器元件。
图1示出根据一些实施例的安装在智能卡104上的生物特征传感器组件或生物特征传感器，诸如指纹传感器102。在图1中显示的所示实施例中，智能卡104是如上所述的有限设备，并且智能卡104包括指纹传感器102。在一些实施例中，智能卡104包括指纹或其他生物特征传感器102、处理器或处理电路110、存储器112和提供对于外部电源的触点的接触垫108。处理电路110可以是微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或被配置为执行和/或控制智能卡104的功能的部件的任何组合。存储器112可以是只读存储器(ROM)，诸如EPROM或EEPROM、闪存或能够存储执行中的程序和信息用于由处理电路110使用的任何其他存储部件。在一些实施例中，指纹传感器102可以包括传感器控制电路和传感器存储器。传感器控制电路可以是微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或被配置为执行和/或控制指纹传感器102的功能的部件的任何组合。传感器存储器可以是只读存储器(ROM)，诸如EPROM或EEPROM、闪存或能够存储执行中的程序和信息用于由处理电路110使用的任何其他存储部件。传感器控制电路被配置为执行存储在传感器存储器中的指纹传感器应用程序(即，固件)。在一些实施例中，存储器112和传感器存储器可以是同一部件。传感器控制电路耦合到处理电路110或可以是处理电路110的一部分。智能卡104的各种部件被适当地耦合，并且这些部件可以单独地或组合地被使用以执行本文公开的实施例。
接触垫108包括一个或更多个电力传输触点，其可以将智能卡104的电气部件(诸如LED、处理电路110、存储器112、传感器元件(例如指纹传感器102)等)连接到外部电源。在一些实施例中，接触垫108还包括不同于电力传输触点的一个或更多个数据传输触点，其将智能卡104连接到被配置为从智能卡104接收数据和/或将数据发送到智能卡104的外部设备。在这种情况下，智能卡104的数据传输触点是传送被传输到智能卡104或从智能卡104传输的数据的触点。
在一些实施例中，处理电路110和存储器112可以包括安全元件模块。在一些实施例中，接触垫108可以是包括处理器110和存储器112(两者均与接触垫108进行电通信)的安全元件模块的一部分。在示例性实施例中，安全元件模块可以符合在智能卡上通常使用的协议，并且接触垫108提供卡104与外部读卡器之间的电接触以向卡的处理电路110提供电力并从存储器112读取数据和/或将数据写到存储器112。在图1中，接触垫108体现被称为引脚线的示例性智能卡接触布置。触点C1(VCC)连接到电源。触点C2(RST)连接到设备以接收用于重置卡的通信的重置信号。触点C3(CLK)连接到设备以接收时钟信号，数据通信定时从该时钟信号获得。触点C5(GND)连接到地(参考电压)。在各种实施例中，根据ISO/IEC 7816-3:1997，触点C6(VPP)可被指定为编程电压，诸如用于对持久存储器(例如EEPROM)进行编程的较高电压的输入。在其他实施例中，根据ISO/IEC 7816-3:2006，触点C6(VPP)可以被指定为用于标准或专有用途的SPU作为输入和/或输出。触点C7(I/O)提供串行输入和输出(半双工)。触点C4和C8(两个剩余的触点)分别为AUX1和AUX2，并用于USB接口和其他用途。
在本文描述的实施例中，接触垫108仅用于经由一个或更多个电力传输触点(诸如C1VCC和C5GND)向外部电源提供连接点，并且数据在本文描述的激活或登记过程期间不被传输到智能卡104或从智能卡被传输。在一些实施例中，智能卡104可以包括用于将智能卡104连接到电源的一个或更多个电力传输触点，而没有如在安全元件模块中的任何其他数据传输能力。在其他实施例中，指纹传感器102的定位可嵌入智能卡104上的任何位置中，使得指纹传感器102的位置与接触垫108实质上分离并且允许用户将手指放置在指纹传感器102上。
用户可以通过将手指放置在指纹传感器102的感测区106上方的各种位置上来在智能卡104上执行各种功能。在一些实施例中，感测区106包括传感器元件的二维阵列。每个传感器元件是可以根据指纹传感器102的功能而启用的分立感测部件。在一些实施例中，可根据指纹传感器的功能来启用在二维阵列中的传感器元件的任何组合。虽然图1中显示的所示实施例描述与智能卡104相关的指纹传感器102，但这不是要求的，并且在其他实施例中指纹传感器102或其他生物特征传感器可以结合在不同的有限设备中。例如，其它有限设备(其中可结合本文描述的技术的方面)包括健康监测器、可穿戴设备、家用和工业器具、机动车部件和“物联网”(IOT)设备。
在一些实施例中，感测区106可以具有不同的形状，包括但不限于矩形、圆形、椭圆形或菱形。
在一些实施例中，传感器102可以包括传感器元件的阵列，传感器元件的阵列包括多个导电驱动线和重叠的导电拾取线，其通过介电层与驱动线分开。因此，每个驱动线可通过介电层电容地耦合到重叠的拾取线。在这样的实施例中，拾取线可形成阵列的一个轴(例如X轴)，而驱动线形成阵列的另一轴(例如Y轴)。驱动线和拾取线重叠的每个地点可以形成阻抗敏感电极对，由此驱动线和拾取线的重叠部分形成由一个或更多个介电层分开的电容器的相对板。该阻抗敏感电极对可被视为像素(例如，X-Y坐标)，在该像素处检测接近地定位的对象的表面特征。阵列或网格形成可共同创建接近地定位的对象的表面特征的映射的多个像素。例如，形成网格的像素的传感器元件产生具有与布置在特定传感器元件上方的指纹的特征对应的变化的信号，并且因此像素连同控制传感器元件并处理由包括处理器和可结合到集成电路中的信号调节元件(即，“传感器控制电路”)的传感器元件产生的信号可映射存在触摸传感器阵列的手指表面的脊和谷特征的地点。
在标题为“Electronic imager using an impedance sensor grid array andmethod of making”的美国专利号8,421,890、标题为“Biometric sensing”的美国专利号8,866,347以及标题为“Fingerprint Sensor Employing an Integrated NoiseRejection Structure”的美国专利号9,779,280中讨论了具有重叠的驱动线和拾取线的指纹传感器以及驱动、感测和扫描电子设备的额外细节，这些专利的各自公开内容通过引用被全部并入。用于提高采用由电介质分开的重叠的驱动线和拾取线组成的传感器网格的测量原理的灵敏度的设备、方法和电路(包括驱动、感测、扫描和降噪电子设备)的进一步的改进和增强在美国专利号9,779,280中被描述。
指纹传感器在智能卡中的示例性安装在美国专利号9,122,901中被描述，该专利的公开内容特此通过引用被并入。
在一些实施例中，安装在设备104上的生物特征传感器(例如指纹传感器102)的感测区106可以选择性地配置为在五种模式中操作：(1)登记模式；(2)验证模式；(3)数据输入模式；(4)控制模式；以及(5)解锁模式。在一些实施例中，用户可以通过与传感器的不同交互作用(诸如在传感器区106上的双击、保持、上/下拖动和左/右拖动来选择不同的模式。在其他实施例中，可以通过将数据输入设备放置在感测区106上来在不同模式中选择性地配置传感器。对于不同传感器操作模式配置的数据输入设备可以包括唯一的可检测特征，其当被传感器检测到时将在与数据输入设备对应的模式中配置传感器。
在本公开的上下文中，“数据输入设备”是可以附接或以其他方式耦合到主机设备并从而耦合到主机设备的生物特征传感器的任何设备，以使用户能够通过生物特征传感器经由数据输入设备的特征向主机设备提供输入，数据输入设备的特征允许用户与生物特征传感器通过接口连接以除了生物特征传感器被配置为检测的特定生物特征数据之外还提供控制输入或数据输入。例如，在本文描述的示例中，数据输入设备包括键或按钮，每个键或按钮唯一地耦合到主机设备的指纹传感器，使得接触任何这样的键或按钮的用户生成对应于该键或按钮的唯一控制输入或唯一数据输入。另外，在本文所描述的其他示例中，数据输入设备到主机设备的附接或耦合或其移除可以自身向主机设备提供数据输入，例如，传达数据输入设备已经附接或耦合到主机设备或从主机设备移除，数据输出设备相对于生物特征传感器已经或者还没有适当地被定位以由用户实现正确的控制或数据输入，或者如上所述将生物特征传感器放置于多个操作模式之一中。
在一些实施例中，当指纹传感器102在登记模式中时，在感测区106的二维阵列中的所有传感器元件在指纹感测模式中被激活以产生具有对应于在传感器阵列的检测接近度中(即，与传感器元件物理接触或与传感器元件足够接近以产生与指纹特征相对应的信号)的指纹特征(凹槽和脊)的可检测变化的信号(例如电容)，凹槽和脊共同形成指纹的“图像”，以及传感器控制电路被配置为使得用户的指纹的多个图像可以被收集，并且可能被操纵以获取可以随后存储在存储器中的足够的指纹模板。示例性登记过程在标题为“Systemand Method of Biometric Enrollment and Verification”的美国专利号9,684,813中被描述，该专利的公开内容特此通过引用被并入。在一些实施例中，所存储的指纹模板可以基于随着时间的过去用户对指纹传感器的使用而不断更新。
在一些实施例中，当指纹传感器在验证模式(也被称为认证模式)中时，在感测区106中的所有传感器元件在指纹感测模式中被激活，并且传感器控制电路被配置成使得用户的指纹的图像可以被获取并与存储在存储器中的指纹模板比较，以验证所获取的指纹图像是否与指纹模板充分匹配。在美国专利号9,684,813中也描述了示例性验证过程。在标题为“Combination of Fingerprint and Device Orientation to Enhance Security”的美国专利申请号15/356,989中也描述了示例性验证过程，该专利的公开内容特此通过引用被并入。理想地，在登记模式和验证模式中，应该将手指居中地放置在指纹传感器102的感测区106上，以便获得手指的最佳图像。
在一些实施例中，当指纹传感器在控制模式和数据输入模式中时，在感测区106中的传感器元件在接触感测模式中被激活，数据输入键操作地耦合到感测区的相关联的空间上不同的区域或控制区以使用户的手指能够与每个相关联的空间上不同的区直接或间接接触，并且传感器控制电路被配置为使得用户可以通过直接或间接地将手指放置在指纹传感器102的感测区106内的所选择的相关联的空间上不同的控制区上通过感测区106来输入数据。也就是说，与登记和验证模式(其中传感器元件和传感器控制电路的处理器被配置为检测并映射手指表面的不同指纹特征)相反，在对于控制和数据输入模式的接触感测模式中，传感器元件和传感器控制电路可以被配置为仅仅检测传感器元件是否被手指表面直接或间接地接触并且区分传感器阵列的所接触的元件存在于其中的空间上不同的区域。
在控制模式和数据输入模式中，感测区106可以被划分为专用于特定命令或数据输入的空间上不同的控制区。可以根据指纹传感器106的期望用途、感测区106的尺寸以及指纹传感器102准确地区分手指与传感器上的空间上不同的区域的接触的能力来配置在感测区106内的空间上不同的控制区的数量和地点。在解锁模式下，设备104可以维持数据输入模式，直到用户输入正确的解锁码为止，其中正确的代码的输入使设备104解锁。
在本文描述的一些实施例中，当指纹传感器在控制模式和数据输入模式中时，在感测区106中的传感器元件的第一部分在接触感测模式中被激活，数据输入键操作地耦合到感测区的第一部分的相关联的空间上不同的区域或者控制区，以实现用户的手指与每个相关联的空间上不同的区的直接或间接接触，并且传感器控制电路被配置为使得用户可以通过感测区106通过直接或间接地将手指放置在指纹传感器102的感测区106的第一部分内的所选的相关联的空间上不同的控制区上来输入数据。在这样的实施例中，当指纹传感器在登记模式中时，只有位于感测区106的二维阵列的与第一部分不同且由用户的手指可接近的第二部分内的传感器元件可以在指纹感测模式中被激活，并且传感器控制电路被配置成使得用户指纹的多个图像可以被收集以获取存储在存储器中的足够的指纹模板。
图2A是根据一些实施例的安装在具有提供反馈或获得指令的有限能力的设备上的指纹传感器102的感测区106的顶视图。如图2A所示，感测区106包括在感测区的不同象限(空间不同的区域)上形成的标记以便于数据输入。在验证或登记模式下，用户可以将手指放置在感测区106的中心上以产生指纹图像。当指纹传感器102在数据输入模式下使用时，每个空间上不同的区域可以用作数据输入“键”，并且用户可以通过在感测区106的编号区域或区202A-D上轻敲他的或她的手指来输入数字(例如激活码，诸如PIN码)。如图2A所示，感测区106可以分成四个分离的空间上不同的控制区202A-D。在图2A中显示的所示实施例中，用户可以将手指放置在感测区106的编号为1的左上象限202A上。相应地，位于感测区106的左上象限202A中的传感器元件可以感测手指的接触，并且指纹传感器102可以确定发射传感器元件的地点并且将接收到的信号处理为表示数字“1”的用户的输入。在图2A中显示的实施例中，用户可以将手指放置在不同的象限202A-D上以按任何顺序输入数字1、2、3和4。在另一个实施例中，感测区106可以被分成更多或更少的空间上不同的控制区。例如，可能有表示数字1-6的6个空间上不同的控制区或表示数字1和2(或字母A和B)的两个控制区。因此，用户能够通过感测区以任何顺序输入对应于传感器阵列的空间上不同的键的数字。在另一个实施例中，感测区106的全部或部分可被用作专用于由用户输入的摩斯码类型的单个空间上不同的控制区(例如，与相同的空间上不同的控制区域的顺序地重复的单独接触，每个接触具有不同的规定持续时间)。一个空间上不同的控制区可以位于感测区106的任何部分中或者包括整个感测区106。在另一个实施例中，任何种类的字母字符、符号或指令(例如，对于设备尝试经由WPS连接到WiFi、断开/重新连接WIFI、改变操作模式、与蓝牙配对等的指令)，或者这些的组合可以根据期望操作功能以类似方式被输入。
在一些实施例中，感测区106可以足够大，使得每个空间上不同的控制区202A-D可以感测整个手指。相应地，每个空间上不同的控制区202A-D可以独立地验证手指并且被用于给出访问设备的认证。例如，可以为经验证的用户启动2辆或更多辆机动车中的一辆的遥控钥匙(key fob)可以在其感应区上实现这种空间上不同的控制区。也就是说，配置成锁定/解锁和启动机动车的通用遥控钥匙可以包括大到足以容纳2、3、4或更多个特别不同的区域的指纹传感器，每个区域大到足以使足够的指纹成像以用于验证。遥控钥匙的每个不同区域可以被配置为使得该区域的激活对应于不同的机动车。因此，遥控钥匙可以被配置成允许经授权用户通过触摸与特定车辆相对应的传感器的特定区域并提供验证指纹来操作2、3、4或更多个机动车中的任何一个。
图2B是根据一些实施例的在控制模式中的指纹传感器102的感测区106的顶视图。在验证或登记模式下，用户可以将手指放置在感测区106的中心上以产生指纹图像。在控制模式中，用户可以通过将手指放置在指纹传感器102的感测区106内的空间上不同的控制区上来控制设备。在图2B中显示的所示实施例中，指纹传感器102安装在可穿戴健康监测器上。在控制模式中，用户可以在可穿戴健康监测器的正常操作期间通过将他的或她的手指放置在感测区106的适当象限202A-D上来暂停或开始监测。如图2B所示，感测区106的左上象限202A被标记有“暂停”符号，并且感测区106的右下象限202D被标记有“播放”符号。因此，用户可以通过将手指放置在左上象限202A上来暂停监测，并通过将手指放置在右下象限202D上来开始/重新开始监测。
在一些实施例中，区域202B和202D可以是非功能性的，为其他制造商定义的功能预留，或者为某些用户定义的功能预留。
如图2A-2B所示，空间上不同的控制区对于用户可以是可见的。在一些实施例中，分界线204A-B(“十字准线(cross hairs)”)可以在感测区106上被指示并且在指纹传感器102的操作期间持续地对用户可见。在其他实施例中，可以在感测区106上指示椭圆形状206。在这样的实施例中，当在登记或验证模式中使用指纹传感器102时，椭圆形状206在感测区106中居中以鼓励用户将手指居中地放置在感测区106上。在一些实施例中，不同的形状可以代替椭圆形状206来用于指示。在一些实施例中，分界线204A-B和椭圆形状206的指示可以通过使用通过印刷和/或蚀刻实现的有区别的颜色、线条和纹理来实现。在一些实施例中，不有害地影响感测区106的灵敏度的适当地选择的覆盖物可用于指示空间上不同的控制区。
在一些实施例中，OLED显示器可以作为指纹传感器102来操作。在这样的实施例中，指纹传感器102可以经由OLED显示器来显示分界线204A-B和椭圆形状的指示。被配置为作为指纹传感器来操作的OLED显示器的示例性实施例在标题为“Display withIntegrated Touch Screen and Fingerprint Sensor”的美国专利申请公布号US 2017-0308228中被描述，该专利的公开内容通过引用被全部并入。
图3A-3B示出根据一些实施例的以放置在安装在智能卡104上的指纹传感器102的感测区106上方的覆盖物302的形式的数据输入设备的应用。如图3A-3B所示，覆盖物302可以放置在图3A显示的智能卡的指纹传感器102的感测区106上方。在一些实施例中，电池或外部电源可以连接到一个或更多个接触垫108以为指纹传感器102的操作提供电力。在一些实施例中，如图3B所示，覆盖物302是临时且可移除地放置在包括指纹传感器102的感测区106的卡104的一部分上方的背面有粘性的贴纸或薄膜。在一些实施例中，由诸如3M、Krylon、Franklin Adhesives and Polymers和Bostik的公司提供的可重新定位的粘合剂可以涂敷到覆盖物302以临时置于包括感测区106的卡104的部分之上。覆盖物302可以通过界定四个数据输入键的穿孔304A-D指示感测区106的空间上不同的控制区，每个数据输入键与感测区106的空间上不同的控制区相关联。在一些实施例中，穿孔304A-D可以提供分区效果而不影响指纹传感器102的灵敏度。如图3B所示，四个穿孔304A-D指示在与编号“键”1、2、3和4对应的指纹传感器102的感测区106上的空间上不同的控制区。在其他实施例中，根据指纹传感器的功能，可以有更多数量或更少数量的穿孔。在一些实施例中，用户可以根据激活码通过将手指放置在空间上不同的控制区上方来按顺序输入数字激活码(也被称为认证码)，从而将智能卡104解锁并将智能卡104置于登记模式中。在一些实施例中，可以在覆盖物302上提供指令以给予用户指导，并且每个空间上不同的控制区可以被标记或编号。例如，用户可以拨打在覆盖物302上列出的电话号码，诸如1-800电话号码，以检索要输入的数字激活码，或者用户可以在他们的个人手机上从安全金融机构接收SMS文本。一旦用户检索到数字激活码，用户就可以通过将卡104连接到电源并且将手指放置在所编号的空间不同的控制区上以按照代码的顺序来输入代码，因而将卡解锁。因此，只有经授权的终端用户才能将通过公共邮件系统递送的锁定卡104解锁。在一些实施例中，用户可以在感测区106上方输入手势，诸如以预定顺序刷图案以连接多个空间上不同的控制区。
在一些实施例中，覆盖物302可以包括限定一个数据输入键的单个穿孔，该一个数据输入键与被配置为接收由用户输入的摩斯码类型的数据的感测区106的空间上不同的控制区相关联。在这样的实施例中，用户可以检索激活指令，并且通过根据检索到的指令使用输入键产生具有变化的规定持续时间的一个或更多个单独的顺序接触来输入激活码。例如，用户可以呼叫被指示的指定的电话号码以在用户听到哔哔声时使用手指按下数据输入键并且在哔哔声结束时抬起手指。这个过程可以对变化的持续时间的一个或更多个的额外哔哔声重复。在一些实施例中，用户可以通过SMS文本或可下载的音频文件来接收摩斯码激活指令。
在一些实施例中，可以通过扫描整个感测区106、消除任何背景噪声并计算在每个传感器元件处的平均测量结果来由指纹传感器102和传感器控制电路确定与传感器的接触，以便确定超过指示与传感器元件的接触的阈值的信号。如果记录超过阈值的信号的传感器元件被限制到一个分立的空间上不同的区域，这意味着用户仅触摸一个“键”，则触点被记录为有效输入，不一定是由代码提供的序列所确定的“正确”输入，但仅仅有效的输入被接收到。如果记录超过阈值的信号的传感器元件未被限制到一个分立的空间上不同的区域，这意味着用户同时触摸多于一个键，则接触被记录为错误。在一些实施例中，系统可以被配置为将多个触摸记录为有效输入以增加可能的输入的数量，唯一激活码可以从这些输入被构建。例如，当与“1”键和“2”键的接触构成两个有效的可能输入时，与“1”键和“2”键的同时接触可能构成第三个有效的可能输入。
在一些实施例中，指纹传感器102可以检测到放置在感测区106上方的手指的缺乏(即，信号的缺乏)以区分开由用户输入的每个数据。
在激活码被成功输入之后，覆盖物302可以被剥离并且在不再被使用时被处置掉。在一些实施例中，小凸片310从覆盖物302的一侧或角落突出，使得用户可以容易地剥离覆盖物302。然而，应注意确保在将覆盖物302从卡104上剥离的过程中卡没有无意地从电源中移除。在一些实施例中，小凸片310可以位于覆盖物302的边缘或角落上，这鼓励用户在朝着电源移动的方向上剥离覆盖物302，而不是从电源脱离，以避免将卡从电源中移走。
如图3B所示，卡104可以包括LED 308或其他指示器元件，并且覆盖物302可以包括位于LED 308上方的穿孔306，允许用户在覆盖物302临时放置在包括感测区106和LED 308的卡104的一部分上方时看到LED。LED 308可以照亮并闪烁以将各种指令和确认传递给用户。例如，LED可显示：(1)持续2-3秒的不间断光，其指示当卡104正确地连接到电源时指纹传感器102正在加电；(2)单次闪光，其指示有效输入已经由用户做出；(3)短暂的重复闪烁，其指示由用户所做的输入尚未完成(即无效的输入尝试)；(4)持续长时间段(例如5秒)的不间断光，其指示用户所做的代码或数据输入是正确的；(5)长时间重复快速闪烁，其指示代码或用户做出的数据输入不正确；以及(6)当用户在没有正确输入激活码的情况下用尽了最大次数的输入尝试时的快速重复闪烁。在另一实施例中，LED 308可以是多色的。因此，LED 308可以在各种组合中闪烁不同的颜色以传递上面所述的各种指令和确认。
在一些实施例中，卡104可以包括多于一个LED 308或其他指示器元件。在这样的实施例中，多于一个LED 308可以闪烁不同的颜色以传递上面所述的各种指令和确认。例如，当有一个红色LED和一个绿色LED时，下面的状态可被指示：(1)两个LED都熄灭，直到电力被施加到卡为止；(2)当电力被施加时，如果指纹模板已经被登记在卡上，则绿色LED点亮；(3)如果在卡上没有登记指纹模板，由以下步骤4至10描述的登记序列开始；(4)绿色LED闪烁，直到手指放置在传感器上为止，或者直到自从上一个图像捕获步骤以来仍留在传感器上的手指从传感器上取下并再次放回原处为止；(5)当手指在传感器上并且图像被捕获时，绿色LED熄灭；(6)如果检测到的手指对传感器覆盖范围小于表示差的图像捕获的阈值，则红色LED变亮1秒并且序列返回到步骤(4)；(7)如果检测到的传感器覆盖范围大于或等于表示良好图像捕获的可能性的阈值，则两个LED都保持熄灭，同时所捕获的图像被评估以确定它是否应该被登记；(8)如果图像被登记，则绿色LED变亮一秒钟，否则如果图像尚未登记，则红色LED变亮一秒钟；(9)重复步骤4至8，直到足够的指纹模板被创建为止；(10)绿色LED变亮以指示过程已成功完成。在一些实施例中，登记序列(也被称为登记模式)在存储指纹模板之后被终止。在一些实施例中，柔性显示器(诸如OLED)可以被嵌入到卡104的主体中以向用户提供详细的视觉和文本反馈。
在一些实施例中，指纹传感器102可以包括屏幕或声发射单元，诸如音频扬声器或振动器，以向用户提供反馈，例如状态指示。在这样的实施例中，覆盖物302可以被成形或包含切口，所以用户可以观察屏幕并接收状态指示。在一些实施例中，OLED显示器可以作为指纹传感器来操作。在这样的实施例中，指纹传感器102可以经由OLED显示器来向用户提供反馈，例如状态指示。
图4A-4C是根据一些实施例的以临时放置在感测区106上方的覆盖物402的形式的数据输入设备的顶视平面图，其中穿孔404A-D的不同配置在覆盖物402中形成。如图4A-4C所示，穿孔404A-D是在由材料围绕的覆盖物402中的限定空间，例如孔或窗口。在一些实施例中，当手指放置在覆盖物402上时，周围材料防止手指产生与下面的感测区106的接触。在一些实施例中，穿孔404A-D可以是圆形、椭圆形、正方形或多边形形状。穿孔404A-D可以定义与感测区106的空间上不同的控制区域相关联的数据输入键，其用于输入数据或以其他方式控制安装有指纹传感器102的设备。在图4A-4C所示的实施例中，只有每个穿孔404A-D的一部分覆盖在感测区106的一部分上面，并且与穿孔404A-D对应的感测区的空间上不同的区域不共同构成整个感测区106。从技术上讲，空间上不同的区域可以由单个传感器元件(像素)限定，只要数据输入设备(例如覆盖物)被配置为使得与对应于空间上不同的区域的数据输入设备的特定“键”的用户接触在该单个传感器元件处被检测到。这允许在保持精确的手指检测的同时指纹传感器区106和覆盖物402为用户提供更大的有效触摸输入区(如图4A中的虚线405所示)。
图4A示出穿孔404A-D的实施例，其中穿孔404A-D被成形为圆形并且位于感测区106的每个角处。如图4A所示，穿孔404A-D的每一个为每个相关联的空间上不同的控制区限定圆形扇区感测区406A-D。圆形扇区感测区406A-D负责检测当放置在相应的孔404A-D上时的手指。在一些实施例中，穿孔404A-D在最佳距离处分开，使得指纹传感器102可以在保持对于每个圆形扇区感测区406A-D的最大面积的同时区分用户正在触摸感测区106的哪个空间上不同的控制区。如上所述，在实施例中，当用户同时将手指放置在感测区106的两个或更多个空间上不同的控制区上时，指纹传感器102可识别并拒绝任何数据输入。在一些实施例中，8mm直径的圆可以用于穿孔404A-D。
在一些实施例中，指纹传感器102可以不扫描在感测区106中的传感器元件的二维阵列中的每个传感器元件，这可以改进在数据输入模式下的传感器响应时间。例如，指纹传感器102可以扫描未被覆盖物402覆盖的感测区106中的每个传感器元件。如图4A所示，指纹传感器102可以识别由圆形扇区感测区406A-D限定的暴露的感测区。因此，指纹传感器102可以扫描位于圆形扇区感测区406A-D内的传感器元件。
在一些实施例中，由于传感器102在数据输入模式下不需要与在指纹感测模式中所需的相同的分辨率，因此指纹传感器102可以扫描在感测区106中(或在感测区406A-D中)的传感器元件的二维阵列的一行或一列中的每隔一个或每隔两个(或更多个)传感器元件，这可以改进数据输入模式下的传感器响应时间。
在一些实施例中，可以将每个穿孔404A-D放置在感测区106的每个角的边缘处，使得每个圆形扇区感测区406A-D减小为一个传感器元件，这可以改善感测区106的每个空间上不同的控制区之间的区别。在这样的实施例中，感测区106的每个空间上不同的控制区包括一个传感器元件，其负责检测当被放置在对应的孔404A-D上方时的手指。
图4B示出穿孔404A-D的另一个实施例。如图4B所示，穿孔404A-D被成形为具有圆角的正方形并且位于感测区106的每个角处。因此，穿孔404A-D的每一个形成具有圆角的正方形感测区408A-D。与圆形配置相比，穿孔404A-D的圆角正方形配置允许感测区106的更大部分专用于每个相关联的空间上不同的控制区。在一些实施例中，例如，圆角正方形可以各自包括8mm的长度和宽度。
在一些实施例中，指纹传感器102可以仅扫描位于感测区408A-D内的传感器元件并且可以扫描在感测区106中(或在感测区408A-D中)的传感器元件的二维阵列的一行或一列中的每隔一个或每隔两个(或更多个)传感器元件，这可以改善数据输入模式下的传感器响应时间。
在一些实施例中，每个穿孔404A-D可以被放置在感测区106的每个角的边缘处，使得具有圆角的每个正方形感测区408A-D减小到一个传感器元件，这可以改善在感测区106的每个空间上不同的控制区之间的区别。在这样的实施例中，感测区106的每个空间上不同的控制区包括一个传感器元件，其负责检测当被放置在对应的孔404A-D上方时的手指。
图4C示出穿孔404A-D的另一个实施例。如图4C所示，穿孔404A-D被成形为圆形并且位于感测区106的每一侧处，且彼此相对。因此，穿孔404A-D中的每一个在感测区106的每一侧处形成圆形段感测区410A-D。图4C中所示的穿孔404A-D的配置具有为每个空间上不同的控制区提供大的感测区同时提供在不同的控制区的每一个之间的最小的距离的优点。
在一些实施例中，指纹传感器102仅扫描位于感测区410A-D内的传感器元件并且可以扫描在感测区106中(或在感测区410A-D中)的传感器元件的二维阵列的一行或一列中的每隔一个或每隔两个(或更多个)传感器元件，这可以改善数据输入模式下的传感器响应时间。
在一些实施例中，可以将每个穿孔404A-D放置在感测区106的每一侧的边缘处，使得每个圆形段感测区410A-D减小到一个传感器元件，这可以改善在感测区106的每个空间上不同的控制区之间的区别。在这样的实施例中，感测区106的每个空间上不同的控制区包括一个传感器元件，其负责检测当被放置在对应的孔404A-D上方时的手指。
图5A-5B显示根据一些实施例的以关于感测区106使用的框架502的形式的数据输入设备。如图5A-5B所示，具有穿孔506A-B的框架502可以与指纹传感器102对准。在一些实施例中，穿孔506A-B的数量、形状和尺寸可以如上面关于图4A-4C所描述的那样不同。如图5A中所示，框架502可以使用铰链定位在指纹传感器102上，允许框架502翻转打开并且暴露整个感测区106用于指纹感测。如图5B所示，框架502可向下翻转以指示空间上不同的控制区504A-B，其中空间上不同的控制区504A-B取决于通过框架502中的穿孔506A-B显露的感测区106。在一些实施例中，框架502可以位于包含指纹传感器102的设备上。在这样的实施例中，框架502被适当地定位在设备上，使得框架502在向下翻转时覆盖感测区106并且指示空间上不同的控制区，如图5B所示。在一些实施例中，框架502可以使用户能够通过将手指放置在空间上不同的控制区504A-B上来控制包含指纹传感器102的设备。例如，用户可以将手指放置在无线保护设置(WPS)键504A上以将设备连接到WiFi或将手指放在重置键504B上以重置设备。在其他实施例中，框架502可以定位在具有滑块的指纹传感器或包含指纹传感器的设备上，使得框架502可以在方向“A”上来回滑动以隐藏或暴露感测区106。
在一些实施例中，框架502的可检测特征可由感测区106的一个或更多个传感器元件感测，以确定框架502被向下翻转并将传感器区106置于数据输入模式中以检测与空间上不同的键504A或504B之一的接触。在一些实施例中，可检测特征可以是金属、金属化涂料或导电油墨、导电聚合物或添加到框架502的侧面(底部)的任何导电涂层，其当框架502翻转关闭时与感测区106接触。在这样的实施例中，金属、金属化涂料、导电油墨、导电聚合物或任何导电涂层允许指纹传感器102检测框架502是打开还是关闭。指纹传感器102可以根据框架502是打开还是关闭来切换模式。例如，当框架502打开并且整个感测区106被暴露时，指纹传感器102不再检测到金属、金属化涂料或导电油墨并且进入指纹感测模式，诸如例如验证模式或者登记模式。作为另一个示例，当框架502关闭时，指纹传感器102检测到金属、金属化涂料或导电油墨，并根据金属、金属化涂料或导电油墨的构型进入模式。在一些实施例中，可以根据预定图案将导电油墨添加到框架502的底部，使得指纹传感器102可以检测并识别图案并基于图案进入特定模式。在一些实施例中，框架502可以包括向用户提供触觉反馈的一个或更多个金属化圆顶开关。在这样的实施例中，当手指压力施加到圆顶开关的表面时，感测区106检测到用户的输入。例如，一个或更多个金属化圆顶开关可能看起来像微波炉上的典型小键盘。
在一些实施例中，框架可以包括多于一个可翻转数据输入设备，每个可翻转数据输入设备提供不同的功能。每个数据输入设备可以设置有不同的可检测特征，例如在唯一图案中涂敷的导电油墨，以由传感器检测并且将传感器配置在与特定数据输入设备对应的不同数据输入模式中。
图6A-6C示出根据一些实施例的以可以临时放置在感测区106上方的双层覆盖物602的形式的数据输入设备的使用。如图6A-6C所示，双层覆盖物602包括上层604和下层606，其中当双层覆盖物602被放置在感测区106上时，下层606的底部接触感测区106的表面。如图6B所示，上层604包括一个或更多个穿孔608A-D。在一些实施例中，围绕每个穿孔608A-D的边缘的表面可以稍微升高，使得当将手指放在它上方时用户可以感觉到孔的圆周。如图6C所示，根据一些实施例，下层606不被刺穿并且由材料的薄连续片材制成。下层606的表面可以是被着色或包括印刷标记、带纹理的图案或与穿孔608A-D对准的设计以向用户指示空间上不同的控制区。在一些实施例中，下层606的材料可以是通常在厚度上不超过50-100微米的薄聚合物。下层606的材料和厚度应该比如不通过穿孔608A-D消极地影响与感测区的接触的检测。
如图6C所示，数字或其他标记可以被印刷在下层606的表面上。在下层606的表面上的编号部分610A-D的位置对应于在上层604上的穿孔608A-D的位置。因此，当上层604和下层606组合以形成双层覆盖物602时，编号部分610A-D通过上层604的穿孔608A-D指示空间上不同的控制区的定位。在一些实施例中，标记可以被印刷在上层604上。在这样的实施例中，标记可以实质上靠近穿孔608A-D被印刷，使得用户可以使对于每个穿孔608A-D的单独指示相关联。
图7A示出具有关于指纹传感器102的感测区106使用的复杂刺穿图案的覆盖物702的形式的数据输入设备的实施例。在一些实施例中，具有在可检测图案(即刺穿图案704)中布置的刺穿孔的覆盖物702可用于为指纹传感器102提供进一步的安全机制。例如，图案化覆盖物702可以被发布给用户并临时放置在感测区106上方，以像“快速响应”或码(或其他2D可检测代码)的漏印板(stencil)一样被使用，其中复杂的刺穿图案可构成与用户或包含指纹传感器的设备相关联的唯一图案。在一些实施例中，可以发布其上安装指纹传感器102的设备和覆盖物702。当用户将手指701放置在复杂的刺穿图案化覆盖物702上方时，优选地同时接触所有刺穿孔704，指纹传感器102仅检测与穿过刺穿孔704的复杂图案暴露的感测区106的部分的接触。因此，复杂的刺穿图案化覆盖物702可以用作访问代码或“密钥”以访问或以其他方式利用其上安装有指纹传感器102的设备的功能。例如，通过复杂的刺穿图案化覆盖物702触摸感测区106可以将设备置于特定的操作模式中，或者将特殊的功能解锁，诸如将指纹传感器102置于“登记”模式中或者执行设备的恢复出厂设置。
在一些实施例中，覆盖物702上的复杂刺穿图案704可以被转换为存储在设备的存储器中的数字表示。在这样的实施例中，设备可以要求用户通过复杂的刺穿图案化覆盖物702触摸感测区106，以便开始指纹登记过程。例如，当用户将手指701放置在复杂的刺穿图案化覆盖物702上方时，指纹传感器102可以通过复杂刺穿图案704检测手指701，并将检测到的图像与复杂刺穿图案704的所存储的数字表示进行比较。在一些实施例中，如果检测到的图像与复杂刺穿图案的所存储的数字表示不匹配，则设备可以关闭以防止用户进一步访问或发出警告。根据所需要的安全的级别，可以使指示“成功”或“失败”的匹配的程度变得更严格或更不严格。
复杂刺穿图案化覆盖物702的另一个应用是阻止产品的剽窃或篡改。在一些实施例中，设备可以与放置在感测区106上方的复杂刺穿图案化覆盖物702一起被销售。在这样的实施例中，设备可仅当用户第一次通过复杂的刺穿图案化覆盖物702将手指放置在感测区106上方时被启用，从而向用户保证产品是真的和/或未被篡改。在关于图7A公开的实施例中，复杂刺穿图案化覆盖物702与触摸指纹传感器102的手指701结合来使用。然而，在可选的实施例中，复杂刺穿图案704的概念可以通常应用于任何生物特征传感器，例如虹膜、视网膜、掌印或具有触摸屏的任何设备。
图7B示出根据一些实施例的具有关于指纹传感器102的感测区106使用的印刷图案708的覆盖物706的形式的数据输入设备。在这样的实施例中，覆盖物706包括印刷在其上的导电材料的图案708。图案708可以被布置在可检测的图案中并且可以被用来为指纹传感器102提供进一步的安全机制。
例如，图案化覆盖物706可以被发布给用户并且临时放置在感测区106的顶部上以像“快速响应”或码(或其他2D可检测代码)一样被使用，其中印刷图案708可以构成与用户或包含指纹传感器的设备相关联的唯一图案。在一些实施例中，覆盖物和其上安装有传感器的设备可以分开地被发布。当图案化覆盖物706被放置在指纹传感器102的感测区106的顶部上时，印刷图案708与感测区106的表面接触，并且在空间上对应于图案的元素708的指纹传感器102的传感器元件检测到与印刷图案708的接触。因此，印刷的图案化覆盖物706可以用作访问代码或“密钥”以访问或以其他方式利用其上安装有指纹传感器102的设备的功能。例如，将感测区106放置成与印刷的图案化覆盖物708接触可将设备置于特定操作模式中或将特殊功能解锁，诸如将指纹传感器102置于“登记”模式中或执行设备的恢复出厂设置。
图8示出根据一些实施例的对指纹传感器102的校准的方法。在一些实例中，如在图3A-图7B中所述，数据输入设备(诸如覆盖物或框架)可能与感测区106未对准。在图8中示出的所示实施例中，以覆盖物802的形式的数据输入设备临时放置在感测区106上方，其中覆盖物802与感测区106未对准。在一些实施例中，覆盖物802可以包括可检测特征，并且如由传感器102检测到的这样的特征的定位可以指示覆盖物802相对于感测区106的位置。例如，垂直导电线804A和水平导电线804B可以被涂敷(例如，利用导电油墨)到覆盖物802的后表面，以在覆盖物802的中心处形成“十字准线”。指纹传感器102可以被配置成预期导电线804A-B在预定位置处被放置在感测区106上方，在此实例中是横越感测区106的中心的垂直和水平线806A-B。当覆盖物802被放置在感测区106上方并且在覆盖物802上的导电线804A-B未被放置在预期位置上方时，如图8所示，指纹传感器102检测到未对准。在一些实施例中，指纹传感器102可以基于在覆盖物802上的导电油墨804A-B与预期放置806A-B之间的距离来检测未对准的裕度。在这样的实施例中，如果指纹传感器102检测到超过预定阈值的未对准的裕度，则用户可以被例如用闪烁的LED指示器警告以更准确的方式重新放置覆盖物802。如果未对准的裕度不超过预定阈值，则指纹传感器102可以将未对准的裕度考虑到对通过覆盖物802从手指接收的输入的处理内。具体地，指纹传感器102可以基于所检测到的未对准的裕度来调整暴露的触摸区的位置的期望值。
在一些实施例中，十字准线可以由在覆盖物的质心处的单个可检测点或小十字代替。在一些实施例中，可以在被配置为向传感器传递信息的覆盖物上形成唯一的可检测图案。例如，形成十字准线的导电线804A-B每个可以由点、长划线和空格的唯一图案形成。与条形码的图案类似的唯一图案可以被检测到，并与特定指令或其他信息相关联。例如，该图案可以认证覆盖物以确认正确的覆盖物放置在设备上。在一些实施例中，不同的覆盖物可以用于不同的数据输入功能。在这样的实施例中，唯一可检测代码可以对应于特定功能，从而使指纹传感器被配置成正确的数据输入模式。
在一些实施例中，覆盖物802上的导电油墨804A-B可以允许指纹传感器102检测覆盖物802是否已被移除。在这样的实施例中，指纹传感器102可以被配置为不进入登记模式，直到覆盖物802已被移除为止。在一些实施例中，可以将各种不同的覆盖物(每个对应于不同的数据输入功能)临时放置在感测区106上方以操作指纹传感器102。每个覆盖物可具有指纹传感器102可识别的专用导电油墨图案。在一些实施例中，某些覆盖物被禁止关于指纹传感器102来使用。例如，指纹传感器102可基于专用导电油墨图案来识别受限制的覆盖物，并对该特定覆盖物拒绝访问。
图9A-9C示出与安装在智能卡104上的指纹传感器102一起使用的电池供电的电源902的实施例。在一些实施例中，电源902(也被称为非数据传输电源)由合适的电池905(诸如小型电池LR44)供电。可选地，电源902可以依赖于任何合适的功率元件，诸如太阳能或收获的电力(harvested power)。在一些实施例中，电源902可以包括插座(诸如USB插座)以允许电源902连接到干线电源。如图9A所示，根据一些实施例，电源902可以包括具有被配置成接纳智能卡104的端部的狭缝908的连接器壳体(或容器)904，和壳体内的触点906(或端子或电极，例如柔性导电插脚)，其连接到功率元件(例如电池905)。在一些实施例中，壳体904由注塑成型的塑料制成并且包括最小数量的部件。在一些实施例中，壳体904可以由透明材料制成，使得用户可以确认电源902仅用于向智能卡104提供电力的目的。电源902被配置为通过将卡插入狭缝908中而可移除地附接到智能卡，并且壳体内的触点906可以接触接触垫108的电力传输触点(例如，通常图1的兼容卡的接触垫108的触点C1VCC和C5GND)，从而当智能卡104被插入到电源902的壳体中时将智能卡104电连接到功率元件并且向卡104提供电力。在示例性实施例中，在图9A-9C中示出八个触点906，其对应于如图1的接触垫108中所示的示例性引脚线，但是当卡插入电源902的壳体中时，仅需要两个触点906来将卡104连接到电力传输触点。如果没有数据要传输到卡或从卡传输，则可以省略其余的触点。从壳体中移除卡将卡从电源断开。在一些实施例中，卡104可以仅从外部电源902接收电力并且不需要任何额外的外部电连接或无线连接以便操作。
图9D和图9E分别显示根据一些实施例的可选的卡保持器/电源910(也被称为非数据传输电源)的透视图和平面图。图9E以毫米为单位示出保持器910的示例性非限制性尺寸。保持器910包括被配置为接纳卡104(其轮廓在图9D中以幻影示出)的一端的带狭缝壳体912(也被称为容器)、附接到壳体912并被配置为保持合适的电池的电池保持器914、耦合到保持在电池保持器914中的电池并且将保持在电池保持器914中的电池连接到保持在壳体912中的卡104的电力传输触点的连接器插脚920。保持架臂916从壳体912延伸并且包括具有唇缘918的平行臂，唇缘918在其远侧处跨越两个臂的端部用于接合卡104的边缘，从而将卡104保持在相对于壳体912的插入位置上。
在一些实施例中，电源可以包括用于在智能卡本身上没有状态指示器的情况下或者在智能卡上的状态指示器不是合适的情况下在登记期间向用户指示状态的一个或更多个LED或其他状态指示器(例如视觉、听觉、触觉指示器)。在这样的实施例中，在智能卡104上的部件(诸如指纹传感器、安全元件模块或其他处理电路)监测登记过程的状态并且根据登记过程的状态以已知的方式调整卡104中的电力线。电源还可以包括检测器电路，检测器电路被配置为检测电力线调整并相应地激活一个或更多个LED以指示登记过程的正确状态。
在图9A-9E中所示的电源设计对于向智能卡提供电力是理想的，但是相同的设计原则可以应用来为包含指纹传感器的具有有限反馈的其他设备创建电源。例如，对于健康监测器的电源将为健康监测器上的指纹传感器提供电力，但不需要与健康监测器或指纹传感器的数据连接。
当然，如果其上安装有指纹传感器的设备是具有内部电力的电子设备，则将设备连接到外部电源以操作指纹传感器可能不是必要的。例如，该设备可以包括内部电源，诸如太阳能电池板或电池。
存在可以使用由电源(诸如电源902)供应的电力在卡上触发登记模式的多种方式。例如，在首次感测到卡的供电后，可以自动触发登记模式。在一些实施例中，可以在使用数据输入设备(诸如在图3A-3B中所示的覆盖贴纸)成功地输入激活码之后触发登记模式。在一些实施例中，可以通过激活输入机构(诸如位于电源上的开关或开关的阵列)来触发登记模式。在任何情况下，必须注意确保智能卡在登记模式期间没有无意地从外部电源移除或以其他方式断开。因此，对于例如图3B所示的粘附地保持的覆盖物贴纸以及插入电源的壳体的狭缝中的卡，必须以不会从壳体中移除的方式小心地将贴纸从卡移除。以下实施例包括电源布置，其旨在降低当数据输入设备覆盖物从指纹传感器移除时卡将从电源断开的可能性。
图9F-9H示出根据一些实施例的可选的卡保持器/电源920。图9F是卡没有插入卡保持器/电源(也被称为非数据传输电源)920中的平面图，以及图9G是横截面图但示出插入卡保持器/电源中的卡。在一些实施例中，保持器920包括衬底922，例如单面PCB、薄膜、塑料或纸板。卡导轨924可以安装在衬底922上并且配置成接纳卡104的一端。在一些实施例中，电池保持器926可以附接到衬底922并且被配置为保持合适的电池928。附接到在卡导轨924之间的衬底的连接器插脚930经由在衬底上或衬底内的导电迹线来导电地耦合到电池928，并将电池连接到保持在卡导轨924中的卡104的电力传输触点923。卡导轨924可以围绕卡104的一个或更多个边缘开槽以将它保持在适当的位置上。卡导轨924可以直接粘附到衬底，或者利用配合到衬底中的相应孔中的安装销932来保持在适当的位置上。在一些实施例中，状态指示器921(诸如LED)可以被添加到衬底922。在图9H中的横截面中示出的可选实施例中，卡导轨924可以用壳体934代替，壳体934被配置成接纳卡104的一端并将它保持在适当位置上。壳体934可以直接粘附到衬底，或者用安装销932保持在适当位置上，安装销932配合到衬底922中的相应孔中。
图10A-10E示出根据一些实施例的具有与安装在智能卡104上的指纹传感器102一起使用的连接器1002的可选电源。如图10A所示，电源(也被称为非数据传输电源)1002包括顶盖1004、底盖1006以及用铰链或可折叠连接件1008来连接到底盖1006的铰链板(flap)1010。顶盖1004与底盖1006组合以形成在其中可移除地容纳智能卡104的袋。底盖1006比顶盖1004长大约铰链板1010的宽度。这允许铰链板1010在底盖1006上方翻转关闭以在底盖1006的整个区上形成延伸的顶盖。铰链板1010包括位于相邻于铰链1008的顶角上的穿孔1014A-E。穿孔1014A-E的功能将在图10D中更详细地被描述。顶盖1004和底盖1006形成接纳卡的壳体。电源可以包括便携式功率元件(例如未示出的电池或太阳能元件)，并且当卡被插入到壳体中时在壳体内部的接触元件(未示出)提供与卡的电力传输触点的电接触。
如图10A所示，智能卡104包括LED 1012、可以是符合协议的安全元件模块的一部分的接触垫108以及包括感测区106的指纹传感器102。在一些实施例中，指纹传感器102位于智能卡104的最上面的角中的一个上。
如图10A所示，电源(也被称为非数据传输电源)1002的铰链板1010打开，并且智能卡104被定位成使得智能卡104可以在方向“B”上插入电源1002中。如图10B所示，智能卡104插入由电源1002的顶盖1004和底盖1006形成的袋中。因此，电源1002可移除地连接到在智能卡104上的电力输入端(诸如接触垫108的电力传输触点)，并提供电力以操作指纹传感器102。
如图10C所示，一旦智能卡104被完全插入，电源1002的顶盖1004就部分地覆盖智能卡104的表面，保持指纹传感器102未被覆盖。然后将铰链板1010翻转以在智能卡104的未覆盖部分之上闭合。在一些实施例中，穿孔1014A-E位于铰链板1010上，使得当铰链板1010闭合时，穿孔1010A-E暴露感测区106的部分和LED 1012以提供数据输入设备以使用户能够经由传感器102输入代码。在一些实施例中，穿孔1010A-D的数量、尺寸和位置可以如图4A-图6B中所述的被配置。
如图10D所示，穿孔1014A-D被编号并且指示感测区106的空间上不同的控制区。在一些实施例中，用户可以通过将手指1015放置在所编号的穿孔1014A-D上方以特定顺序来输入数据，诸如数字激活码。在LED1012上方的穿孔1014E允许用户在输入数据的同时接收状态指示。
在其他实施例中，铰链板1010可以包括嵌入式机械按钮而不是穿孔1014A-D。在这样的实施例中，当铰链板1010闭合时，嵌入式机械按钮在被用户按压时与感测区106接触。在一些实施例中，在嵌入式机械按钮上的垫是导电的，使得与感测区106的接触可以由传感器检测。在一些实施例中，嵌入式机械按钮可以是圆顶、柱塞和吸塑按钮，以提供数据输入“键”的触觉方面。
如图10E所示，一旦用户完成数据输入(例如，输入正确的代码)，可以打开铰链板1010并且可以移除智能卡104。在一些实施例中，一旦用户进行了正确的代码或数据输入，指纹传感器就可以开始指纹登记过程。在一些实施例中，铰链板1010被打开并且整个感测区106被暴露以便继续进行指纹登记过程。可以在铰链板1010的背面上提供可检测特征，诸如导电油墨标记或图案，以允许传感器102检测铰链板1010是打开还是闭合和/或允许传感器对孔的精确位置进行校准，如上面关于图8所描述的。在获取并存储用户指纹的足够指纹模板之后，可以在方向“C”上从电源1002移除智能卡104。
在一些实施例中，电源1002可以用于除了如在图10A-10E中所述的登记之外的目的。例如，电源1002可以用于锁定或临时禁用智能卡104。为了锁定智能卡104，可以将智能卡104插入电源1002中，如图10A-10B所示。一旦智能卡104从电源1002接收电力，用户就可以将手指放置在感测区106上，用于智能卡104的经验证的使用。随后，用户可在智能卡104的未覆盖部分上方翻转铰链板1010，使得穿孔1010A-E暴露感测区106的部分和LED 1012以提供数据输入设备以使用户能够经由传感器102输入代码，如在图10C-10D中所述的。在这样的实施例中，用户可以检索用于智能卡104的数字锁定代码。例如，用户可以通过电话呼叫、SMS或在线银行应用来检索数字锁定码。一旦用户检索到数字锁定码，用户就可以通过将手指放置在所编号的穿孔1014A-D上以按照代码的顺序来输入锁定码。作为锁定代码的有效输入的结果，智能卡可能被锁定或临时禁用而不能使用。在锁定过程结束之后，智能卡104可以从电源1002移除。在一些实施例中，上面所述的用于锁定智能卡104的过程可以用于将智能卡104解锁。在另一个实施例中，可以通过将手指放在感测区106上用于验证来将智能卡104解锁。
图11A-11C示出与安装在智能卡104上的指纹传感器102一起使用的电源(也被称为非数据传输电源)1102的另一个实施例。如图11A所示，智能卡104可以已经可移除地被接纳在电源1102中，电源1102可以包括被配置为接纳卡的一端的封套状壳体并且提供在功率元件(例如电池或太阳能元件)和卡之间的电接触。电源1102仅部分地覆盖智能卡104，使得包含指纹传感器102的部分被暴露。连续套筒1104环绕组合的电源1102的底端并环绕智能卡104的左端、右端和底端，以将智能卡104保持在电源1102的壳体内的适当的地方。以套筒1106的形式的数据输入设备可用于覆盖智能卡104的包含指纹传感器102的部分。在一些实施例中，套筒1106与连续套筒1104的一端重叠。位于套筒1106上的穿孔1108A-E暴露指纹传感器102上的感测区106的部分和LED 1110。在实施例中，可以在电源1102和智能卡104之间提供电池连接凸片1112，以保持电力连接断开，直到准备好使用为止。用户可以在方向“D”上拔出电池连接凸片1112，如图11A所示，以将电源1102连接至智能卡104以便操作指纹传感器102。
在一些实施例中，穿孔1108A-D可被编号并指示在指纹传感器102上的空间上不同的控制区，如图11A所示。因此，一旦用户将智能卡104连接到电源1102，用户就可以通过将手指放置在穿孔1108A-D上以特定顺序来输入数据(诸如数字激活码)。在LED 1110之上的穿孔1108E允许用户在输入数据的同时接收状态指示。一旦用户已正确地输入了数据并且指纹传感器准备开始登记模式，套筒1106就可以在方向“E”上从智能卡104滑落，如图11A所示，而连续套筒1104保持完整，以保持卡104插入电源1102中。
如图11B所示，将套筒1106滑落暴露包含指纹传感器102的智能卡104的角落。在一些实施例中，可以在套筒1106的内表面上提供可检测特征(诸如导电油墨标记或图案)，以允许传感器102检测套筒1106是否在适当位置上。在开始登记模式时，用户可以将手指放置在感测区106上。在用户的指纹的足够的指纹模板被指纹传感器102获取并存储之后，连续套筒1104可以在方向“F”上滑落，如图11B所示。在连续套筒1104滑落之后，智能卡104可在方向“E”上从电源1002移除，如图11C所示。
图12A-12C示出与安装在智能卡104上的指纹传感器102一起使用的电源(也被称为非数据传输电源)1202的另一个实施例。如图12A所示，智能卡104可以已经可移除地被接纳在电源1202中，电源1202可以包括被配置为容纳卡的一端的封套状壳体并且提供在功率元件(例如电池或太阳能元件)和卡之间的电接触。电源1202仅部分地覆盖智能卡104，使得包含指纹传感器102的部分被暴露。以套筒1204的形式的数据输入设备用于覆盖智能卡104的包含指纹传感器102的部分。套筒1204的一侧包括穿孔1206A-E，穿孔1206A-E暴露指纹传感器102上的感测区106的部分和LED 1208。可以在套筒1204的内表面上提供可检测的特征(诸如导电油墨标记或图案)，以允许传感器102检测套筒1204是否在适当位置上。在一些实施例中，电池连接凸片1210被插在电源1202和智能卡104之间以保持电力连接断开。用户可以在方向“D”上拔出电池连接凸片1210，如图12A所示，以将电源1102连接至智能卡104以便操作指纹传感器102。
在一些实施例中，穿孔1206A-D可以被编号并且指示在指纹传感器102上的空间上不同的控制区，如图12A所示。在这样的实施例中，一旦用户通过将卡插入到电源封套1202中或通过从已经插有卡的电源1202移除凸片1210来将智能卡104连接到电源1202，用户可以通过将手指放置在穿孔1206A-D上以特定顺序来输入数据，诸如数字激活码。在LED 1110上方的穿孔1206E允许用户在输入数据的同时接收状态指示。一旦用户正确地输入了数据，套筒1204就可以在方向“E”上从智能卡104滑落，如图12A所示。
在一些实施例中，一旦套筒1204被滑落，用户就可以翻转套筒1204以暴露手指导向器1212，并且在方向“B”上使套筒1204在智能卡104上方滑回，如图12B所示。手指导向器1212可以是切口窗，其向用户指示在登记模式期间将手指放置在传感器上的何处。在用户的指纹的足够的指纹模板被指纹传感器获取并存储之后，然后可以将套筒1204从智能卡104移除，且然后将智能卡104在方向“E”上从电源1202移除，如图12C所示。
图13示出以放置在安装在智能卡104上的指纹传感器的感测区106上方的覆盖物1302的形式的数据输入设备的另一个实施例的应用。在图13中示出的所示实施例中，智能卡是包含指纹传感器的设备，但是在可选实施例中数据输入设备的应用不限于智能卡并且可以用于包含指纹传感器的任何设备。如图13所示，覆盖物1302可移除地放置在卡104的包括感测区106的一部分上(如图13中的虚线所示)。在一些实施例中，覆盖物1302可以包括与在指纹传感器的感测区106上的空间上不同的感测区相关联(例如，耦合到空间上不同的感测区)的数据输入键1304A-D。数据输入键1304A-D远离感测区106被定位。在一些实施例中，覆盖物1302可以包括一个或更多个额外的穿孔，以除了远离感测区106定位的数据输入键1304A-D之外还指示感测区106的空间上不同的控制区，如图13所示。如图13所示，与数据输入键1304A-D相关联的感测区的部分不与由一个或更多个另外的穿孔指示的感测区的空间上不同的控制区重叠。在一些实施例中，当覆盖物1302临时放置在包括感测区106和LED308的卡104的一部分上时，覆盖物1302可以包括在LED 308或在卡104上的其他指示器元件上的穿孔1306。在一些实施例中，OLED显示器可以作为指纹传感器来操作。在这样的实施例中，OLED显示器的一部分可以被配置为用作指示器元件。因此，穿孔1306可以定位在配置成用作指示器元件的OLED显示器的部分之上。
当在数据输入模式中使用指纹传感器时，每个数据输入键1304A-D可以起作用来使用户能够通过在空间上不同的控制区1304A-D上轻敲他的或她的手指来输入数字(例如激活码，诸如PIN码)。覆盖物1302的每个数据输入键1304A-D电耦合到感测区106的相关联的空间上不同的部分，使得与每个键的接触将导致来自感测区106的相关联的空间上不同的部分的传感器元件的可检测信号。在键1304A-D与感测区106之间的耦合允许键1304A-D远离感测区106被定位。这提供了将键1304A-D定位在不受感测区106的边界限制的中的显著优点。例如，在智能卡104上的额外空间可以用于提供额外的键(例如多于四个键)或者键1304A-D可以更远地间隔开，这可以改善对用户的访问。在一些实施例中，覆盖物1302可以包括电耦合到感测区106的相关联的空间上不同的部分的一个数据输入键，该一个数据输入键被配置为接收由用户输入的摩斯码类型数据。
如图13所示，数据输入键1304A-D可沿着智能卡104的短边缘在覆盖物1302上间隔开。在一些实施例中，数据输入键1304A-D可沿着智能卡104的长边缘在覆盖物1302上间隔开。在其他实施例中，数据输入键1304A-D可以分布在智能卡104的中间的覆盖物1302上，而不是限于短边缘或长边缘。数据输入键1304A-D可以布置在取决于应用的各种合适的格式中。例如，数据输入键1304A-D可以布置在2-D矩阵格式、键盘格式或计算器小键盘格式中。
在整个数据输入和登记过程中必须将电力施加到卡104。在非限制性示例性实施例中，如图9A所示，电池供电的电源可配置成经由接触垫108可移除地附接到外部电池供电的电源。可提供从覆盖物1302的一侧或一角延伸的小凸片1310以便于抓住覆盖物1302，使得用户可以容易地剥离覆盖物1302。然而，应注意确保在将覆盖物1302从卡104剥离的过程中卡并未无意地从电源断开。在一些实施例中，小凸片1310在覆盖物1302的边缘或角上，这鼓励用户在朝着电源移动的方向上剥离覆盖物1302，而不是从电源拉开，以避免卡从电源脱离。
在一些实施例中，卡104可以包括LED 308或其他指示器元件，并且覆盖物1302可以包括位于LED 308上方的穿孔1306，允许用户在覆盖物1302临时放置在包括感测区106和LED 308的卡104的一部分上时看到LED。在其他实施例中，卡104可以包括多于一个LED 308或其他指示器元件。LED 308可以照亮并闪烁以将各种指令和确认传递给用户。
在一些实施例中，覆盖物1302可以被提供为被配置为在包含感测区106的智能卡104的部分上滑动的套筒，如图11A和图12A所示。数据输入键可以位于套筒的表面上的任何位置上。每个数据输入键可以电耦合到感测区106的相关联的空间上不同的数据输入部分，使得与每个键的接触将导致来自感测区106的相关联的空间上不同的数据输入部分的传感器元件的可检测信号。
在一些实施例中，覆盖物1302可以作为可选的电源(也被称为非数据传输电源)被提供，如图10A所示。在这样的实施例中，数据输入键可以位于电源的铰链板上。铰链板可以包括导电迹线，其将每个数据输入键电耦合到感测区106的相关联的空间上不同的输入部分。
图14A-14C示出以包括耦合到在指纹传感器的感测区上的空间上不同的感测区的数据输入键的覆盖物1402的形式的数据输入设备的实施例，其中数据输入键远离感测区被定位。如图14A-14C所示，覆盖物1402是包括上层1404和下层1406的双层覆盖物。当覆盖物1402被放置在感测区106上时，下层1406的底部接触感测区106的表面。在一些实施例中，上层1404和下层1406可以由可剥离膜制成。
如图14B所示，上层1404可以包括限定数据输入键的穿孔1408A-D、用于在智能卡104上的LED 308或其他指示器元件的穿孔1410以及用于容易移除覆盖物1402的凸片1412。在一些实施例中，围绕限定数据输入键的每个穿孔1408A-D的边缘的表面可以略微升高，使得用户在将手指放在它之上时可以感觉到孔的圆周。
如图14C所示，下层1406可以包括键迹线1414A-D、连接迹线1416A-D、感测区激活迹线1418A-D和用于在智能卡104上的LED 308或其他指示器元件的穿孔1410。在一些实施例中，导电材料(诸如导电油墨、金属化、导电聚合物或任何导电涂层)可用于将键迹线1414A-D、连接迹线1416A-D和感测区激活迹线1418A-D印刷或涂敷到下层1406的表面上。键迹线1414A-D可以远离感测区激活迹线1418A-D被定位。连接迹线1416A-D可以将键迹线1414A-D连接到每个各自的相关联的感测区激活迹线1418A-D。感测区激活迹线1418A-D位于下层1406上，使得感测区激活迹线1418A-D在覆盖物1402临时放置在智能卡104上方时与感测区106的相关联的空间上不同的数据输入区域对准。在一些实施例中，下层1406的材料是薄聚合物，通常在厚度上不大于50-100微米。下层1406的材料和厚度应该使得不会消极地影响感测区激活迹线1418A-D与感测区106的相关联的空间上不同的数据输入区域的电耦合。在一些实施例中，参考迹线可以被印刷或以其他方式涂敷或嵌在下层1406的表面上的每个感测区激活迹线1418A-D之间，使得参考迹线与感测区106的相关联的空间上不同的参考区域对准。感测区激活迹线1418A-D相对于感测区106的对准在图15A-15B和图19中进一步详细地被描述。
图14A示出根据一些实施例的当上层1404与下层1406组合时的双面覆盖物1402的表面。当组合时，数据输入键由通过穿孔1408A-D可见且可接近的键迹线1414A-D定义。连接迹线1416A-D和感测区激活迹线1418A-D被上层1404覆盖并且被遮蔽而看不到。另外，上层1404可以由电绝缘材料形成以隔离连接迹线1416A-D和感测区激活迹线1418A-D。
图15A示出根据一些实施例的以临时放置在智能卡104上的双层覆盖物1402的形式的数据输入设备(上层1404未示出)。如图15A所示，双层覆盖物1402覆盖智能卡104的包含传感器区106的一部分。覆盖物1402被放置在智能卡104上，使得在下层1406上的感测区激活迹线1418A-D覆盖与每个键1414A-D相关联的感测区106的空间上不同的区域(包括一个或更多个指定的传感器元件)并与这些空间上不同的区域对准。
在一些实施例中，感测区106可以是包括驱动线和拾取线的空间上分离的行和列的传感器网格，驱动线和拾取线形成在驱动线和拾取线的重叠定位处的传感器元件的阵列。指纹传感器可以预先编程有对应于在感测区106上的特定传感器元件的感测区激活迹线1418A-D的预期位置。例如，指纹传感器可以被预先编程以预期感测区激活迹线1418A-D覆盖感测区106的某些行(或其部分)和列(或其部分)以及行和列的相关联的传感器元件。例如，当手指接触被标记为“1”的键迹线1414A时，相应的感测区激活迹线1418A通过连接迹线1416A连接到地，从而改变在由感测区激活迹线1418A覆盖的拾取线(或其部分)(即，传感器元件)处检测到的信号。基于感测区106的被检测部分的定位，指纹传感器能够确定哪个键迹线1414A-D已被手指接触并且推断出相关联的数据输入，其在这种情况下为“1”。
感测区激活迹线1418A-D中的每一个可以被定位为覆盖感测区106的一部分。如图15A所示，感测区106包括如上所述的重叠的驱动线和拾取线的网格，并且感测区活迹线1418A-D的每一个可以具有实质上在与拾取线相同的方向上取向的细长配置。感测区激活迹线1418A-D中的每一个可以与至少一个拾取线的相当大的部分重叠。在一些实施例中，感测区激活迹线1418A-D中的每一个可以与至少一个拾取线的全部重叠。在一些实施例中，感测区激活迹线1418A-D的每一个可以与至少四个或更多个拾取线的相当大的部分重叠。在一些实施例中，感测区激活迹线1418A-D中的每一个可以与至少四个或更多个拾取线中的全部重叠。在一些实施例中，感测区激活迹线1418A-D横穿感测区106的拾取线。
在一些实例中，双层覆盖物1402可能与感测区106未对准。因此，感测区激活迹线1418A-D可以放置在与被预编程到指纹传感器中的预期位置未对准的感测区106上方。在一些实施例中，双层覆盖物1402可以包括可检测特征，并且如由指纹传感器检测到的这些特征的定位可以指示覆盖物1402相对于感测区106的位置。在图8中更详细地描述了基于在双层覆盖物1402上提供的可检测特征对指纹传感器进行校准的方法。因此，指纹传感器可以检测在感测区激活迹线1418A-D与感测区上的预期位置之间的未对准的裕度，并且将未对准的裕度考虑到对通过每个感测区激活迹线1418A-D接收的输入的处理中。
在一些实施例中，相对于感测区106在双层覆盖物1402上提供的可检测特征可以包括形成点、长划线和空格的唯一图案的导电线。类似于条形码的图案的唯一图案可以被检测到，并与特定指令或其他信息相关联。例如，该图案可以认证覆盖物1402以确认正确的覆盖物被放置在卡上。在其中不同覆盖物可用于不同数据输入功能的情况下，唯一可检测代码可对应于特定功能，从而使指纹传感器被配置在正确的数据输入模式中。
在一些实施例中，相对于感测区106在双层覆盖物1402上提供的可检测特征允许指纹传感器检测覆盖物1402是否已被移除。在这样的实施例中，指纹传感器可以被配置为不进入登记模式，直到覆盖物1402被移除为止。在一些实施例中，可以将各种不同的覆盖物(每个对应于不同的数据输入功能)临时放置在感测区106上方以操作指纹传感器。每个覆盖物可以具有指纹传感器可以识别的专用导电油墨图案。在一些实施例中，某些覆盖物可以被限制关于指纹传感器的使用。例如，指纹传感器可基于专用导电油墨图案来识别受限制的覆盖物，并拒绝对该特定覆盖物的访问。
在一些实施例中，感测区106包括传感器元件的线性阵列，如图15B所示。传感器元件的线性阵列的示例性实施例在标题为“Method and Apparatus for MeasuringStructures in a Fingerprint”的美国专利号US 7,110,577和标题为“FingerprintSensing Assemblies and Methods of Making”的美国专利号7,751,601中被描述，这两个专利的相应公开内容通过引用被全部并入。如图15B所示，覆盖物1402被放置在智能卡104上，使得在下层1406上的感测区激活迹线1418A-D覆盖与每个键1414A-D相关联的感测区106的空间上分离的部分(包括线性阵列的一个或更多个指定传感器元件)。
图15C示出根据一些实施例的放置在感测区106上方的感测区激活迹线1418A-D的放大图。如图15A和图15C所示，参考迹线1502A-C可被印刷或以其他方式涂敷到或嵌入到在感测区激活迹线1418A-D的每一个之间的下层1406的表面上，使得参考迹线1502A-C与感测区106的相关联的空间上不同的参考区域对准。感测区激活迹线1418A-D通过连接迹线1416A-D连接到键迹线1414A-D。参考迹线1502A-C未连接到键迹线1414A-D，并且可被用来为指纹传感器102采用差分信号检测结构。如图15D所示，根据一些实施例，由感测区激活迹线1418A覆盖的传感器元件连接到位于指纹传感器中的差分放大器1504的正输入端1503A，并且由相邻参考迹线1502A覆盖的传感器元件连接到差分放大器1504的负输入端1503B。参考迹线1502A可能受到与感测区激活迹线1418A的噪声和不需要的信号输入相似的噪声和不需要的信号输入。在一些实施例中，当手指接触键迹线1414A时，手指的接触完成将键迹线1414A连接到地1506的电路，从而改变在由激活迹线1418A覆盖的传感器元件中检测到的拾取信号。在这样的实施例中，差分放大器1504可以被配置为从由激活迹线1418A覆盖的传感器元件的拾取信号中减去由参考迹线1502A覆盖的传感器元件的拾取信号，从而消除同等地影响拾取信号的噪声和不需要的信号输入，并且由于与键迹线1414A的接触而实质上仅留下由激活迹线1418A覆盖的传感器元件中的信号变化。因此，传感器通过从由在差分放大器1504处的激活迹线1418A-D覆盖的传感器元件的拾取信号中减去由参考迹线1502A信号覆盖的传感器元件的拾取信号来消除噪声。使用参考迹线1502A-C来消除噪声允许对键的更好的检测率。在一些实施例中，可以使用一个参考迹线1502A来为所有感测区激活迹线1418A-D消除噪声。
图15E-15H示出在以当临时放置在指纹传感器的感测区上方时的覆盖物的形式的数据输入设备上的导电材料布置的实施例。如图15A所示，导电材料包括经由连接迹线1416A-D连接到四个键迹线1414A-D(图15E中未示出)的四个感测区激活迹线1418A-D和三条参考迹线1502A-C。在一些实施例中，四个激活迹线1418A-D便于4键数据输入设备。如图15E所示，每个参考迹线1502A-C位于两个感测区激活迹线1418A-D之间。放置在感测区106上方的迹线被预定间隙1504分开。在一些实施例中，感测区激活迹线1418A-D、参考迹线1502A-C和间隙1504的宽度可以基于用于将迹线印刷或嵌入在覆盖物上和感测区106上的导电材料的选择来确定。例如，如果使用导电油墨作为导电材料，则可达到的打印机分辨率可控制迹线和间隙1504的宽度的最小值。
在一些实施例中，单个参考迹线1502A-C可以用于两个或更多个感测区激活迹线1418A-D，假定当共享单个参考迹线1502A-C时与两个或更多个感测区激活迹线1418A-D相关联的传感器元件不被同时感测到。例如，第一感测区激活迹线1418A可以使用参考迹线1502A并且第二感测区激活迹线1418B也可以使用参考迹线1502A用于差分信号检测。在这样的实施例中，当共享单个参考迹线1502A时，与第一感测区激活迹线1418A和第二感测区激活迹线1418B相关联的传感器元件不应当同时被感测。在一些实施例中，第二感测区激活迹线1418B可以使用第二参考迹线1502B。
图15F示出在指纹传感器的感测区上方布置导电材料的另一个实施例。如图15F所示，不使用参考迹线，并且仅将感测区激活迹线1418A-D放置在指纹传感器102的感测区106上方。感测区激活迹线1418A-D的每一个被预定间隙1504分开。在一些实施例中，感测区激活迹线1418A-D均匀地分布在感测区106上方。在其他实施例中，感测区激活迹线1418A-B不均匀地分布在感测区106上方并集中在感测区106的特定部分上，如图15G所示。在一些实施例中，感测区激活迹线1418A-B可以是任何形状或尺寸，如图15H所示。如图15H所示，感测区激活迹线1418A-B不限于具有与沿着方向“G”的感测区的宽度对应的长度的条带的形状。例如，感测区激活迹线1418A-B可以在感应区上的正方形或矩形块的形状中。当感测区激活迹线1418A-B在正方形或矩形块的形状中时，可能有检测灵敏度的损失，因为感测区激活迹线1418A-B不与感测区106的拾取线的全长度对准。为了补偿检测灵敏度的任何损失，正方形或矩形块感测区激活迹线1418A-B沿着感测区长度(即，方向“H”)更宽，以便覆盖更多拾取线。在一些实施例中，正方形或矩形块感测区激活迹线1418A-B的面积等于在如图15G中所示的条带的形状中的感测区激活迹线的面积。因此，正方形或矩形块感测区激活迹线1418A-B可覆盖感测区106的与在条带形状中的感测区激活迹线1418A-B相同的面积，并因此覆盖与条带形激活迹线相同数量的拾取/驱动线重叠部分(即，传感器元件)。
图16A示出可选的降噪概念的实施例，其中数据输入设备包括被形成为叉指板(interdigitated plates)1608A-B的一个或更多个键1614。在一些实施例中，一个或更多个键1614中的每一个包括第一板1608A和第二板1608B。如图16A所示，第一板1608A连接到第一感测区激活迹线1610A，并且第二板1608B连接到第二感测区激活迹线1610B。因此，每个键1614可以与由两个传感器激活迹线1610A、1610B覆盖的传感器元件相关联。由第一感测区激活迹线1610A覆盖的传感器元件可以连接到差分放大器1604的负输入端1611B，并且由第二感测区激活迹线1610B覆盖的传感器元件可以连接到差分放大器1604的正输入端1611A。在一些实施例中，驱动器1609A-B可异相180度地驱动差分放大器1604的负输入1611B和正输入端1611A。在一些实施例中，当手指接触键1614并同时接触第一板1608A和第二板1608B时，手指的接触通过将键1614连接到地1606A-B来完成电路，从而改变在与激活迹线1610A-B相关联的传感器元件中检测到的拾取信号。在这样的实施例中，差分放大器1604从与第二激活迹线1610B相关联的传感器元件的拾取信号中减去与第一感测区激活迹线1610A相关联的传感器元件的拾取信号，从而消除同等地影响两个拾取信号的噪声和不需要的信号输入并获取容易被指纹传感器检测到的差分信号。
图16B示出可选的降噪概念的实施例，其中数据输入设备包括被形成为分裂板1618A-B的一个或更多个键1624。在一些实施例中，一个或更多个键1624中的每一个包括第一板1618A和第二板1618B。如图16B所示，第一板1618A连接到第一感测区激活迹线1620A并且第二板1618B连接到第二感测区激活迹线1620B。相应地，每个键1624与由两个传感器激活迹线1620A、1620B覆盖的传感器元件相关联。由第一感测区激活迹线1620A覆盖的传感器元件连接到差分放大器1616的负输入端1621B，并且由第二感测区激活迹线1620B覆盖的传感器元件连接到差分放大器1616的正输入端1621A。在一些实施例中，驱动器1619A-B异相180度地驱动差分放大器1604的负输入端1621B和正输入端1621A。在一些实施例中，当手指接触键1624并同时接触第一板1618A和第二板1618B时，手指的接触通过将键1624连接到地1606A-B来完成电路，从而改变在由激活迹线1620A-B覆盖的传感器元件中检测到的拾取信号。在这样的实施例中，差分放大器1616从由第二感测区激活迹线1620B覆盖的传感器元件的拾取信号中减去由第一感测区激活迹线1620A覆盖的传感器元件的拾取信号，从而消除同等地影响两个拾取信号的噪声和不需要的信号输入并获取将容易被指纹传感器检测到的差分信号。
图17是以覆盖物1702的形式的数据输入设备的实施例的横截面视图，覆盖物1702创建耦合到在指纹传感器的感测区上的相关联的空间上不同的数据输入感测区的数据输入键。在一些实施例中，数据输入键位于覆盖物1702的第一侧上，并且覆盖物1702包括穿过覆盖物1702延伸到连接到在覆盖物的相对侧上的相关联的空间上不同的数据输入区的导电迹线的导电迹线。如图17所示，覆盖物1702是单层覆盖物，并且导电材料可以被印刷或以其他方式涂敷在或嵌在单层覆盖物1702的顶表面和底表面中并且通过单层覆盖物1702以连接在这两个表面上的导电材料。在一些实施例中，印刷或涂敷在单层覆盖物1702的顶表面上的导电材料形成一个或更多个键迹线1706。覆盖感测区106的一部分并与感测区106的一部分对准的、印刷或涂敷在单层覆盖物1702的底表面上的导电材料形成一个或更多个感测区激活迹线1704。一个或更多个键迹线1706和一个或更多个感测区激活迹线1704由沿着底表面延伸并穿过覆盖物1702的一个或更多个连接迹线1708连接。在一些实施例中，一个或更多个键迹线1706中的每一个由专用连接迹线1708连接到相关联的空间上不同的感测区激活迹线1704。一个或更多个连接迹线1708中的每一个在空间上是不同的。在一些实施例中，单层覆盖物1702可以由电绝缘材料形成以隔离一个或更多个键迹线1706、连接迹线1708和感测区激活迹线1704中的每一个。键迹线1706、连接迹线1708和感测区激活迹线1704的功能和描述在上面的图14A-14C和图15A-15H中更详细地被描述。
在一些实施例中，单层覆盖物1702由可剥离膜制成，并且可以通过涂敷可重新定位的粘合剂来临时放置在智能卡104上方。在一些实施例中，可以在单层覆盖物1702的侧面或角落处提供小凸片，使得用户可以容易地剥离覆盖物1702。
图18是以固定到主机设备的相对侧并且包括在主机设备的多个表面上的数据输入键的覆盖物1802的形式的数据输入设备的实施例的横截面图，数据输入键耦合到指纹传感器的感测区的相关联的空间上不同的区域或者部分。如图18所示，覆盖物1802被贴到智能卡104或其他类型的主机设备的多个表面。覆盖物1802覆盖感测区106并且在卡104的与感测区106相同的一侧上提供一个或更多个键1806A-B，并且还环绕智能卡104或在智能卡104周围折叠，以便向用户提供在智能卡104的相对侧上的一个或更多个数据输入键1806C。在一些实施例中，印刷或涂敷在覆盖物1802的外表面上的导电材料形成一个或更多个键1806A-C。覆盖感测区106的一部分并与感测区106的一部分对准的、印刷或涂敷在覆盖物1802的内表面(与智能卡104接触的表面)上的导电材料形成一个或更多个感测区激活迹线1808。一个或更多个键1806A-C和一个或更多个感测区激活迹线1808由沿着内表面延伸并穿过覆盖物1802的一个或更多个连接迹线1810连接。在一些实施例中，一个或更多个键1806A-C中的每一个由专用连接迹线1810连接到相关联的空间上不同的感测区激活迹线1808。一个或更多个连接迹线1810中的每一个在空间上是不同的。在一些实施例中，覆盖物1802由电绝缘材料形成以隔离一个或更多个键1806A-C、连接迹线1810和感测区激活迹线1808中的每一个。键迹线1806A-C、连接迹线1810和感测区激活迹线1808的功能和描述在上面的图14A-14C和图15A-15H中更详细地被描述。
关于图18公开的覆盖物的实施例(其中在卡104的一侧上提供一个或更多个键1806A-B并且在智能卡104的相对侧上提供一个或更多个数据输入键1806C)可以对某些应用为用户提高数据输入的便利性。数据输入键1806A-C在多个表面上的可用性增加了各种数据输入组合。在一些实施例中，覆盖物1802的环绕部分1804可以是任何形状，这取决于智能卡104或覆盖物1802正环绕或围绕折叠的设备的形状。在一些实施例中，覆盖物1802可以是如图17中所述的单层覆盖物。在其他实施例中，覆盖物1802可以是如图14A-14C中所描述的双层覆盖物。
图19示出包括在远程小键盘设备上的数据输入键和将数据输入键耦合到在指纹传感器的感测区上的相关联的空间上不同的感测区域的数据传输电缆的数据输入设备的实施例。如图19所示，覆盖物1908电连接到数据传输电缆1906的一端并临时放置在感测区106上方。在一些实施例中，当覆盖物1908临时放置在感测区106上方时，导电材料可以被印刷或涂敷在覆盖物1908的底表面上，该底表面接触感测区106的表面。印刷或涂敷在覆盖物1908的底表面上的导电材料形成一个或更多个感测区激活迹线1910，其覆盖感测区106的一部分并与感测区106的一部分对准。数据传输电缆1906将一个或更多个感测区激活迹线1910耦合到在远程小键盘设备1902上的相关联的数据输入键1904A-D。在一些实施例中，数据传输电缆1906可以是包括导电迹线的柔性电缆，以将一个或更多个感测区激活迹线1910连接至在远程小键盘设备1902上的相关联的数据输入键1904A-D。在一些实施例中，远程小键盘设备1902包括状态指示器(诸如LED、显示屏)或声发射单元(诸如音频扬声器或振动器)，以在数据输入期间向用户提供反馈。
图20示出包括耦合到在指纹传感器的感测区上的相关联的空间上不同的感测区的数据输入键的数据输入设备的实施例。在一些实施例中，数据输入键2002A-J远离感测区106被定位，并且数据输入设备2004延伸出主机设备的一个或更多个边缘之外。如图20所示，数据输入设备2004覆盖智能卡104或任何其他主机设备的包含感测区106的一部分，并且包括远离感测区106定位的数据输入键2002A-J。数据输入设备2004可以在任何方向上从智能卡104延伸。在一些实施例中，数据输入设备2004可以是包括矩形、圆形、椭圆形或菱形的不同形状。在一些实施例中，可重新定位的粘合剂可以被涂敷到与智能卡104的表面重叠的数据输入设备2004的底表面的一部分。在一些实施例中，可以在数据输入设备2004的底表面上提供线或其他标记，以帮助用户将数据输入设备2004和智能卡104相对于彼此正确地定位。
在一些实施例中，数据输入设备2004包括一个或更多个数据输入键2002A-J，每个数据输入键2002A-J与感测区106的空间上分离的区域相关联。数据输入键2002A-J可以位于数据输入设备2004的表面上的任何地方。例如，数据输入键2002A-J可以位于数据输入设备2004的覆盖智能卡104的区域上和/或数据输入设备的未覆盖智能卡104的区域上。一个或更多个键2002A-J中的每一个都连接到覆盖感测区106的一部分的相关联的感测区激活迹线。如上所述，每个键2002A-J可以包括印刷或以其他方式涂敷到数据输入设备2004以形成键迹线、覆盖感测区106的相关联的空间上不同的数据输入区域的感测区激活迹线以及将键迹线连接到感测区激活迹线的连接迹线的导电材料。在一些实施例中，数据输入设备2004可以是双层结构，其中导电部分印刷在由薄材料制成的下层的顶部上，该下层不会消极地影响感测区激活迹线与感测区106的相关联的空间上不同的数据输入区域的电耦合，且上层由绝缘材料制成并且包括在键迹线上方形成的孔。在其他实施例中，数据输入设备可以是单层结构，其中迹线在绝缘材料层的顶部上形成，感测区激活迹线在层的底部上形成，并且连接迹线在顶部和/或底部上形成并穿过层延伸。
图21A-21D示出以覆盖物2102的形式的数据输入设备的另一个实施例。在一些实施例中，覆盖物2102包括用于安装在卡104上的指纹传感器102的电源(也被称为非数据传输电源)。卡104包括具有感测区106的指纹传感器102、LED 308和提供对于外部电源的触点的接触垫108。
如图21A-21B所示，覆盖物2102包括多个数据输入键2106A-D和被放置在卡104的LED 308上的穿孔2510。多个数据输入键2106A-D中的每一个直接或间接地耦合到感测区106的一个或更多个空间上不同的区域。在一些实施例中，覆盖物2102的电源是太阳能电池板2108。覆盖物2102可以包括两个分离的或可分离的部分2102a、2102b。在一些实施例中，覆盖物2102可以包括用于分离包括太阳能电池板2108的部分2102a和包括多个数据输入键2106A-D的部分2102b的打孔线2112。打孔线2112允许用户容易地剥离包含多个数据输入键2106A-D的部分2102b，同时包含太阳能电池板2108的部分2102a保持附接到卡104。覆盖物2102可以包括例如在一个或两个部分中放置在卡上方的背面有粘性的标签或套筒。
在一些实施例中，一个或更多个接触垫108提供在卡104与被包含在覆盖物2102中的太阳能电池板2108之间的电接触。
在一些实施例中，覆盖物2102可以可移除地放置在包括感测区106和接触垫108的卡104的一部分上方，如图21C所示。在一些实施例中，覆盖物2102操作地放置在卡104上，使得太阳能电池板2108电耦合到接触垫108，并且数据输入键2106A-D电耦合到在感测区106上的相关联的空间上不同的数据输入感测区。
如图21D所示，遮盖覆盖物2104可以可移除地放置在覆盖物2102的部分2102a上的太阳能电池板2108上。当遮盖覆盖物2104可移除地放置在太阳能电池板2108上时，太阳能电池板2108不能生成对指纹传感器102的操作所必需的电力。相应地，需要从覆盖物2102移除遮盖覆盖物2104以操作指纹传感器102。当被暴露时，太阳能电池板2108通过接触垫108来提供电力用于指纹传感器102的操作。指纹传感器102然后可以被激活并进入数据输入模式，其中指纹传感器102等待激活码经由数据输入键2106A-D的输入。在一些实施例中，可以经由LED 308向用户提供指示以向用户发信号通知卡被供电并准备好接收激活码。在一些实施例中，可以在遮盖覆盖物2102上提供指令以给用户提供指导。例如，用户可被指示：(i)呼叫在遮盖覆盖物2104上列出的电话号码，诸如1-800电话号码，以检索数字激活码，以及(ii)剥离遮盖覆盖物2104以便输入检索到的数字激活码。
一旦用户输入了正确的数字激活码，指纹传感器102就进入登记模式，例如，如可由本文所述的LED 308发信号通知的。用户可以剥离或以其他方式移除覆盖物2102的包括数据输入键2106A-D的部分2102b以暴露感测区106并登记指纹。必须注意确保覆盖物的部分2102a在登记模式期间或当部分2102b被移除时不会无意地从卡104移除或以其他方式从卡104脱离。在一些实施例中，覆盖物2102可以包括从与打孔线2112相邻的一侧戳出的小凸片2114，如图21C所示，以帮助用户容易地剥离包括数据输入键2106A-D的部分2102a。在用户成功登记指纹模板之后(例如，如可由如本文所述的LED发信号通知)，用户可剥离覆盖物2102的任何剩余部分(包括太阳能电池2108)以获得如图21B所示的功能智能卡。
在一些实施例中，包括太阳能电池板2108的覆盖物2102的部分可以被设置为电源壳体，如在图11A和图12A中所述的。在这样的实施例中，覆盖物不需要电池连接凸片1112。相反，遮盖覆盖物可以可移除地放置在太阳能电池板上。
在一些实施例中，覆盖物2102可以被提供为可选的电源，如图10A所示。在这样的实施例中，太阳能电池板和放置在太阳能电池板上方的遮盖覆盖物可以设置在电源的顶盖上并且数据输入键可位于电源的铰链板上。
图22是示出下面详细描述的将生物特征模板(诸如指纹模板)登记在具有向用户提供反馈的有限能力的设备(例如智能卡)上的简单、成本有效的方法2200的实施例的流程图。在图22中示出的所示实施例中，假设智能卡是包含指纹传感器的设备，但是该方法在可选的实施例中不限于智能卡并且可以用于包含指纹传感器的任何设备。如由“智能卡联盟(Smart Card Alliance)”定义的智能卡是在其中嵌有集成电路或芯片的设备。智能卡技术符合国际标准ISO/IEC 7816和ISO/IEC 14443。因此，本领域的普通技术人员将理解，智能卡不限于塑料卡。虽然塑料卡是最初的智能卡形状因子，但用于智能卡的技术现在在多种形状因子中是可用的，包括塑料卡、遥控钥匙和在GSM移动电话中使用的用户识别模块(SIM)、手表、电子护照和基于USB的令牌。智能卡应用包括且不限于银行卡、移动电话用户识别模块(SIM)、医疗卡、政府和企业ID卡、利益和社会福利卡、驾驶执照、物理和逻辑访问卡、公共交通(票务)卡以及在单个卡上组合多个应用的卡。
在步骤2202中，数据输入设备(诸如如图3B和图13所示的覆盖物的形式的数据输入设备或如图10A-图12C所示的以套筒的形式的数据输入设备)临时连接到启用指纹的智能卡。在一些实施例中，唯一代码(诸如激活码)被写入智能卡的安全存储器中，并且在智能卡的制造过程期间在安全地点上被加密。在智能卡上的指纹传感器在制造过程期间被校准，并在智能卡被发送给用户之前被设置为数据输入模式。数据输入设备(诸如例如本文所述的任何覆盖物或套筒)可以放置在卡上，作为卡制造过程的最后或接近最后的步骤。在一些实施例中，可通过涂敷由诸如3M、Krylon、Franklin Adhesives and Polymers和Bostik的公司提供的可重新定位的粘合剂来将数据输入设备临时放置在包括感测区106的卡的部分上。
在步骤2204中，卡提供商向用户提供智能卡和低成本、简单的电源，例如通过邮件或快递发送或由银行或零售店分发。电源可以是电池供电的、由干线供电的(例如，通过USB连接器)或太阳能供电的。在图9A-9H中描述了电源的非限制性示例性实施例。在一些实施例中，如果智能卡包含板载电源，则不需要向用户提供电源。
在一些实施例中，智能卡和电源可以在智能卡已经插入电源中的情况下被发送给用户，如图11A-11C和图12A-C所述。在这样的实施例中，可以在电源和智能卡之间插入电池连接凸片以保持电源连接断开。如图12A所示，用户可以拉出电池连接凸片，以将电源连接到智能卡。
在步骤2206中，用户遵循与卡一起接收的指令以从卡提供商获得激活码。例如，用户可能被要求拨打一个号码，或者数据输入设备可能具有用户可以用智能电话扫描的码，或者用户可以登录到他们的在线银行网站或移动应用并指示他们希望通过SMS接收激活码。在一些实施例中，用于获得激活码的其他安全机制是可用的。在一些实施例中，六数位激活码向用户提供适当的安全级别。根据卡提供商的要求，可以通过改变所需数字的数量来增加或减少安全等级。
在步骤2208中，如果智能卡还没有连接到电源，用户例如通过将卡插入电源壳体中来将智能卡连接到电源。卡从电源接收电力，并且在智能卡上的状态指示器(例如LED)向用户指示智能卡已准备就绪。
在步骤2210中，用户通过顺序地触摸数据输入设备的数据输入键以对应于激活码的顺序来输入激活码，例如，如在图2A、图3A-3B、图10D、图11A、图12A、图13、图17、图18、图19和图20中所述。指纹传感器可以被配置为在代码输入和解锁模式中仅检测在远程或直接接触式数据输入键上的手指的存在。在一些实施例中，指纹传感器可以被配置为在代码输入和解锁模式中检测指纹脊和谷。
在一些实施例中，指纹传感器可以包括状态指示器，其被配置为向用户指示所输入的代码是正确的或不正确的。如果所输入的代码是不正确的，用户可能在智能卡永久锁定用户之前进行预定数量的额外尝试。例如，用户可得到三次尝试来正确地输入代码。在一些实施例中，如果不成功的尝试的次数达到限制或者在预设时间过去之前激活码未被输入，则智能卡将用户永久锁定。
在一些实施例中，如果已经做出一个或两个不成功的输入，则不成功的输入的数量被存储在非易失性存储器中。在这样的实施例中，即使断开对智能卡的电力并重新应用电力，智能卡仍然记住已经做出多少次不成功的输入。因此，在小于最大允许的尝试次数的多次不成功的尝试次数后，卡不能通过断开卡而被“重新设置”为满额的尝试。
在一些实施例中，智能卡“状态”可以存储在卡的非易失性存储器中。例如，不同的状态可包括：(i)“新状态”，其意味着卡等待通过有效激活码的输入来解锁；(ii)“解锁状态”，其意味着卡已被解锁，但登记尚未成功地完成；(iii)“活动状态”，其意味着卡已被解锁并且登记已成功地完成；以及(iv)“锁定状态”，其意味着卡解锁过程被不成功地尝试。
在步骤2212中，如果激活码已被正确地输入，则用户现在可以从卡中移除数据输入设备并开始登记指纹(登记模式)。在整个登记过程中，智能卡必须保持连接到电源。状态指示器例如通过LED发亮几秒钟来向用户做出何时图像是可接受的指示，并且可以例如通过LED闪烁几次来指示何时图像是不可接受的。状态指示器可以例如通过LED发亮较长的时间段(诸如10秒或更多秒)来向用户指示何时对指纹模板收集了足够的可接受的图像。在一些实施例中，柔性显示器(诸如OLED面板)可用于在登记过程期间提供文本反馈。
在一些实施例中，用户可以通过正确地输入激活码来触发登记模式，并且不完成登记。也就是说，指纹传感器可以在登记模式中，但是，用户未向指纹传感器提供任何或足够的输入以收集对于指纹模板的足够的可接受的图像。在这样的实施例中，指纹传感器可以进入也被称为“等待手指模式”的省电睡眠模式，以避免耗尽电源。例如，一旦指纹传感器进入登记模式并且在预定时间段内没有从用户接收到任何输入，指纹传感器就进入省电睡眠模式，并等待用户触摸以唤醒并重新开始登记过程。在一些实施例中，在指纹传感器进入省电睡眠模式之前捕获的任何可接受的图像被保存，使得登记过程在用户停止的地方继续。在一些实施例中，当指纹传感器进入省电睡眠模式时，智能卡部件(诸如安全元件模块)可进入睡眠模式。类似地，当指纹传感器从省电睡眠模式醒来并且重新开始登记过程时，智能卡部件可以被唤醒。
在步骤2214中，用户从电源中移除智能卡。在一些实施例中，可以处理掉电源。
因此，用户现在已经通过简单的、成本有效的方法2200来在智能卡中成功地登记指纹，并且可以以正常方式使用智能卡来支付物品，但是现在需要指纹验证以便使用智能卡。在一些实施例中，使用上面提到的方法2200，多个用户可以在智能卡上登记指纹，或者用户可以在智能卡上登记多个手指。在这样的实施例中，卡可以被编程有被提供给每个用户的多个激活码。对于每个方法2200，新的激活码被需要并输入以登记新的用户/手指。
在方法2200的一些实施例中，数据输入设备可以作为套筒被提供并且引导用户进行激活码输入，如在图11A-11C和图12A-12C中所述的。
在方法2200的一些实施例中，可能不需要覆盖物来引导用户进行激活码输入。在这样的实施例中，电源可以包括刺穿铰链板以引导用户，如在图10A-10E中所述的，并且覆盖物不需要放置在卡上作为卡的制造过程的一部分。
在方法2200的一些实施例中，电源可以包括显示屏、扬声器，并且可以包括用于头戴式耳机的插座。在这样的实施例中，智能卡可以通过被包含在电源中的显示屏和扬声器来在整个登记过程中提供状态指示。
图23A是示出将生物特征模板(诸如指纹模板)登记在具有向用户提供反馈的有限能力的设备(例如智能卡)上而在登记指纹模板之前不需要激活数据(即，激活码)的输入的简单、成本有效的方法2300的另一实施例的流程图。
在步骤2302中，制造启用指纹的智能卡。在制造过程期间，在启用指纹的智能卡上的指纹传感器被配置为当连接到电源时在默认的“登记模式”中。在一些实施例中，卡提供商可以可选地将智能卡的状态设置为不活动的以在预期用户可以登记指纹模板并联系卡提供商来激活卡之前防止未经授权的使用。
在步骤2304中，卡提供商向用户提供智能卡和低成本、简单的电源，例如通过邮件或快递发送或由银行或零售店分发。在一些实施例中，电源可以是电池供电的、由干线供电的(例如，通过USB连接器)或太阳能供电的。在图9A-9H中描述了电源的非限制性示例性实施例。在一些实施例中，如果智能卡包含板载电源(诸如太阳能电池)，则不需要外部电源。
在步骤2306中，用户通过例如将卡插入电源壳体中来将智能卡连接到电源，该电源壳体具有用于将智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源而不将智能卡的任何数据传输触点连接到被配置为向卡发送数据或从卡接收数据的设备的触点。因此，将智能卡连接到电源除了为智能卡的电子部件(例如LED、逻辑元件、传感器元件等)提供电力以外什么也不做，并且电源不能向/从智能卡传输数据。
在一些实施例中，智能卡和电源可以在智能卡已经插入电源中的情况下被发送给用户，如图9A所述。在这样的实施例中，电池连接凸片被插在电源和智能卡之间以保持电源连接断开。如图12A所示，用户可以拉出电池连接凸片，以将电源连接到智能卡。
到电源的连接可以自动激活在指纹传感器中的登记模式。在一些实施例中，一旦将卡连接到电源的特定实例(例如，智能卡到电源的第一次、第二次、第三次等连接)时，在指纹传感器中的登记模式被激活。该卡保持在登记模式中，直到从电源断开为止或直到登记完成为止。如果在登记完成之前将卡从电源断开，则不能通过将卡重新连接到电源而再次将卡置于登记模式中，并且用户可能需要采取某个行动，例如联系卡提供商或获得新卡，以使卡能够被置于登记模式中。
在一些实施例中，用户可以通过将卡连接到电源来触发登记模式而不完成登记。也就是说，指纹传感器可以在登记模式中，但是，用户没有向指纹传感器提供任何或足够的输入以收集对于指纹模板的足够的可接受的图像。在这样的实施例中，指纹传感器可以进入也被称为“等待手指模式”的省电睡眠模式，以避免耗尽电源。例如，一旦指纹传感器进入登记模式并且在预定时间段内没有从用户接收到任何输入，指纹传感器就进入省电睡眠模式，并等待用户触摸以唤醒并重新开始登记过程。在一些实施例中，在指纹传感器进入省电睡眠模式之前捕获的任何可接受的图像被保存，使得登记过程在用户停止的地方继续。在一些实施例中，当指纹传感器进入省电睡眠模式时，智能卡部件(诸如安全元件模块)可进入睡眠模式。类似地，当指纹传感器从省电睡眠模式唤醒并且重新开始登记过程时，智能卡部件可以被唤醒。
在其他实施例中，每当智能卡连接到电源时在指纹传感器中的登记模式被激活，直到指纹模板被存储为止。在又一个实施例中，每当智能卡连接到电源时在指纹传感器中的登记模式可以被激活，直到在将智能卡连接到电源的特定实例时的初始自动激活之后指纹模板被存储为止。
卡从电源接收电力，并且在智能卡上的状态指示器(例如LED)向用户指示电源的一个或更多个电力传输触点连接到电源(即，卡被供电)，指纹传感器在登记模式中，以及智能卡做好准备开始登记。
在步骤2308中，用户现在可以开始登记指纹。通过存储从通过将手指放置在指纹传感器上而生成的一个或更多个指纹图像得到的指纹模板来登记指纹。在整个登记过程中，智能卡必须保持连接到电源。在智能卡在登记过程期间从电源断开的情况下，在指纹传感器中的登记模式将自动去激活。在一些实施例中，将智能卡重新连接到电源自动激活在指纹传感器中的登记模式，直到指纹模板被存储为止。也就是说，如果卡逻辑检测到没有为该卡存储指纹模板，则在向卡施加电力时可以自动激活登记模式。当足够的指纹模板被获取并存储在指纹传感器中(例如，如在先前并入的美国专利号9,684,813中描述的)时，登记过程完成。一旦登记过程完成，在指纹传感器中的登记模式就被禁用。因此，在成功登记后将智能卡连接到电源将不再激活指纹传感器中的登记模式。在一些实施例中，状态指示器可以例如通过LED发亮几秒钟来向用户提供何时图像是可接受的指示，并且可以例如通过LED闪烁几次来指示何时图像是不可接受的。状态指示器可以例如通过LED发亮较长的时间段(诸如10秒或更多秒)来向用户指示何时对指纹模板收集了足够的可接受的图像并确认登记步骤成功地完成。在其他实施例中，多于一个LED可以闪烁不同的颜色以传递上面所述的各种指示。在一些实施例中，柔性显示器(诸如OLED面板)可用于在登记过程期间提供文本反馈。
在步骤2310中，用户从电源移除智能卡，从而将智能卡的一个或更多个电力传输触点从电源断开。在一些实施例中，可以处理掉电源。
如果卡提供商在步骤2302处将卡的状态设置为不活动的，则用户必须在尝试使用卡之前激活该卡。在步骤2312中，用户联系卡提供商(例如通过电话、应用、互联网等)以激活智能卡。用户必须向卡供应商提供可接受的用户验证细节，以便激活智能卡。如果用户被验证，则卡提供商在他们的系统中将卡状态设置为活动的。用户现在能够以正常方式使用该卡来支付物品，但是现在需要指纹验证，以便使用该智能卡。如果用户未被验证，则该卡保持不活动的并且不能被使用。
图23B是示出将生物特征模板(诸如指纹模板)登记在具有向用户提供反馈的有限能力的设备(例如智能卡)上而在登记指纹模板之前不需要激活数据(即，激活码)的输入的简单、成本有效的方法2314的另一实施例的流程图。
在步骤2316中，制造启用指纹的智能卡。在一些实施例中，卡提供商可以可选地将智能卡的状态设置为不活动的以在预期用户可以登记指纹模板并联系卡提供商以激活卡之前防止未经授权的使用。
在步骤2318中，卡提供商向用户提供智能卡和低成本、简单的电源，例如通过邮件或快递发送或由银行或零售店分发。电源可以是电池供电的、由干线供电的(例如，通过USB连接器)或太阳能供电的。在图9A-9H中描述了电源的非限制性示例性实施例。在一些实施例中，如果智能卡包含板载电源(例如太阳能电池)，则不需要向用户提供电源。
在步骤2320中，用户通过例如将卡插入电源壳体中来将智能卡连接到电源，该电源壳体具有用于将智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源而不将智能卡的任何数据传输触点连接到被配置为向卡发送数据或从卡接收数据的设备的触点。因此，将智能卡连接到电源除了为智能卡的电子部件(例如LED、逻辑元件、传感器元件等)提供电力以外什么也不做，并且电源不能向/从智能卡传输数据。
在一些实施例中，智能卡和电源可以在智能卡已经插入电源中的情况下被发送给用户，如图9A所述。在这样的实施例中，电池连接凸片被插在电源和智能卡之间以保持电源连接断开。如图12A所示，用户可以拉出电池连接凸片，以将电源连接到智能卡。
在步骤2322中，检测到导致指纹传感器被置于登记模式中的一个或更多个触发事件。示例触发事件可基于定时器或计数器的未到期。例如，在一些实施例中，可检测到定时器或计数器还未到期的触发事件。在这样的实施例中，用户可在指纹传感器被置于登记模式中之后的某个时间内登记生物特征模板。在其它实施例中，可检测到智能卡的年龄在例如由定时器或计数器跟踪的某个年龄限制之下的触发事件。在一些实施例中，每当生物特征模板被成功地登记或每当智能卡被使用时，计数器可递增。在这样的实施例中，可检测到计数器还没有超过预定阈值(例如，生物特征模板登记或卡使用的预定数量)的触发事件。
另一示例触发事件可包括错误状态的出现。在一些实施例中，软件或硬件部件错误可在登记期间出现。响应于这样的软件或硬件部件错误而发起的错误恢复过程可以是触发事件。在这样的实施例中，软件或硬件部件错误将必须是可恢复的错误(例如较小的错误、短暂事件或小故障)。因此，阻止登记过程的完成的可恢复的错误的检测将使传感器进入登记模式。在这样的实施方式中，在登记期间出现的不可恢复的错误(例如在卡上的部件出故障)将不发起或构成触发事件。
其他示例触发事件包括检测到上次将卡插入读卡器时设置的标记(例如，当卡插入读卡器时设置的标记，读卡器向卡或从卡传输数据并且在下次卡连接到电力时指示卡进入登记模式)、检测到在卡上的所登记的指纹模板的缺乏或者检测到电力已被提供给卡。另一个触发事件可以是检测到卡已经插入到具有与卡上的仅电力触点而没有与数据传输触点的连接的电源中。其他事件或事件组合可以是触发事件。触发事件可以由指纹传感器或由卡上的另一个部件(例如安全元件模块)检测，或者可以作为指纹传感器和卡上的另一个部件交互作用(例如握手)的结果而被检测到。如果除了指纹传感器以外的部件检测到触发事件，则该部件可以向指纹传感器发信号以进入登记模式。
在一些实施例中，登记模式可以被触发，但是用户可以不完成登记。也就是说，指纹传感器可以在登记模式中，但是用户没有向指纹传感器提供任何或足够的输入以收集对于指纹模板的足够的可接受的图像。在这样的实施例中，指纹传感器可以进入也被称为“等待手指模式”的省电睡眠模式，以避免耗尽电源。例如，一旦指纹传感器进入登记模式并且在预定时间段内没有从用户接收到任何输入，指纹传感器就进入省电睡眠模式，并等待用户触摸以唤醒并重新开始登记过程。在一些实施例中，在指纹传感器进入省电睡眠模式之前捕获的任何可接受的图像被保存，使得登记过程在用户停止的地方继续。在一些实施例中，当指纹传感器进入省电睡眠模式时，智能卡部件(例如安全元件模块)可进入睡眠模式。类似地，当指纹传感器从省电睡眠模式唤醒并且重新开始登记过程时，智能卡部件可以被唤醒。
在一些实施例中，卡保持在登记模式中直到从电源断开为止或直到登记完成为止。如果在登记完成之前将卡从电源断开，则该过程可以返回到步骤2322，由此，适当的触发事件将导致传感器被置回到登记模式中，或者可选地，用户可能需要采取某个动作，例如联系卡提供商或获得新卡，以使卡被置于登记模式中。
在一些实施例中，卡从电源接收电力，并且在智能卡上的状态指示器(例如LED)向用户指示电源的一个或更多个电力传输触点连接到电源(即，卡被供电)，指纹传感器在登记模式中，以及智能卡做好准备开始登记。
在步骤2324中，用户现在可以开始登记指纹。通过存储从通过将手指放置在指纹传感器上而生成的一个或更多个指纹图像得到的指纹模板来登记指纹。在整个登记过程中，智能卡必须保持连接到电源。在智能卡在登记过程期间从电源断开的情况下，在指纹传感器中的登记模式将自动去激活。在一些实施例中，将智能卡重新连接到电源将过程移动回到步骤2322，由此，适当的触发事件将导致传感器被置回到登记模式中。当足够的指纹模板被获取并存储在指纹传感器中(例如，如在先前并入的美国专利号9,684,813中描述的)时，登记过程完成。一旦登记过程完成，在指纹传感器中的登记模式就永久或可选地被禁用，直到新的触发事件出现为止。在一些实施例中，状态指示器可以例如通过LED发亮几秒钟来向用户提供何时图像是可接受的指示，并且可以例如通过LED闪烁几次来指示何时图像是不可接受的。状态指示器可以例如通过LED发亮较长的时间段(诸如10秒或更多秒)来向用户指示何时对指纹模板收集了足够的可接受的图像并确认登记步骤成功地完成。在另一实施例中，多于一个LED可以闪烁不同的颜色以传递上面所述的各种指示。在一些实施例中，柔性显示器(例如OLED面板)可用于在登记过程期间提供文本反馈。
在步骤2326中，用户从电源移除智能卡，从而将智能卡的一个或更多个电力传输触点从电源断开。在一些实施例中，可以处理掉电源。
在一些实施例中，卡提供商在步骤2316处将卡的状态设置为不活动的。在这样的实施方式中，用户必须在尝试使用卡之前激活该卡。因此，登记生物特征模板的方法2314可以包括另一步骤2328，其中用户联系卡提供商(例如通过电话、应用、互联网等)以激活智能卡。用户必须向卡供应商提供可接受的用户验证细节，以便激活智能卡。如果用户被验证，则卡提供商在他们的系统中将卡状态设置为活动的。用户现在能够以正常方式使用该卡来支付物品，但是现在需要指纹验证，以便使用该智能卡。如果用户未被验证，则该卡保持不活动的并且不能被使用。
图24是示出下面详细描述的将生物特征模板(诸如指纹模板)登记在具有向用户提供反馈的有限能力的设备(例如智能卡)上的简单、成本有效的方法2400的另一实施例的流程图。
在步骤2402中，数据输入设备(诸如如图3B和图13所述的覆盖物或如图10A-图12C所述的套筒)临时连接到启用指纹的智能卡。在一些实施例中，唯一代码(诸如激活码)被写入智能卡的安全存储器中，并且在智能卡的制造过程期间在安全地点上被加密。在智能卡上的指纹传感器在制造过程期间可被校准，并在智能卡被发送给用户之前被设置为数据输入模式。数据输入设备(诸如例如本文所述的覆盖物或套筒中的任一个)可以放置在卡上，作为卡制造过程的最后或接近最后的步骤。在一些实施例中，可通过将由例如3M、Krylon、Franklin Adhesives and Polymers和Bostik的公司提供的可重新定位的粘合剂涂敷到覆盖物302以将数据输入设备临时放置在卡上，以临时放置在包括感测区106的卡104的部分上。
在步骤2404中，卡提供商向用户提供智能卡，例如通过邮件或快递发送或由银行或零售店分发。
在步骤2406中，用户可以访问能够例如经由近场通信无线地提供电力的设备，例如智能电话，并且因此为用户提供电源不是必要的。在一些实施例中，可向用户提供电源以给予用户使用无线电力或有线电力的选择。
在步骤2408中，用户遵循与卡一起接收的指令以从卡提供商获得激活码。在一些实施方式中，用户可能被要求拨打一个号码，或者数据输入设备可能具有用户可以用智能电话扫描的码，或者用户可以登录到他们的在线银行网站或移动应用并指示他们希望通过SMS接收激活码。在可选的实施例中，用于获得激活码的其他安全机制是可用的。在一些实施例中，六位数激活码向用户提供适当的安全级别。根据卡提供商的要求，可以通过改变所需数的位数来提高或降低安全等级。
在步骤2410中，用户将智能卡放置在智能电话附近，在NFC连接的范围内，如图25A-25D所示。如图25A-25D所示，智能卡104在各种配置中位于通信设备2502(诸如例如智能电话)附近。在每种配置中，智能卡104中的指纹传感器102保持是可访问的，使得用户可以在将智能卡104保持在NFC范围内的同时触摸指纹传感器102的感测区。智能卡104通过NFC连接来接收电力，并且智能卡104上的状态指示器可以向用户显示智能卡104做好准备开始登记。在一些实施例中，除了NFC之外，用户可以禁用在通信设备2502上的所有连接，以确保通信设备2502在登记过程期间为了增加的安全性而完全“离网”。例如，用户可以关闭蜂窝数据、Wi-Fi，蓝牙等。
回来参考图24，在步骤2412中，用户通过顺序地触摸数据输入设备的数据输入键以对应于激活码的顺序来输入激活码，例如，如在图2A、图3A-3B、图10D、图11A、图12A、图13、图17、图18、图19和图20中所述的。指纹传感器可以被配置为在代码输入和解锁模式中只检测在远程或直接接触式数据输入键上的手指的存在。在一些实施例中，指纹传感器可以被配置为在代码输入和解锁模式中检测指纹脊和谷。
在一些实施例中，状态指示器可以向用户指示所输入的代码是正确的还是不正确的。如果所输入的代码是不正确的，用户可在智能卡永久锁定用户之前进行预定数量的额外尝试。例如，用户可能得到三次尝试来正确地输入代码。在一些实施例中，如果不成功的尝试的次数达到极限值或者在预设时间过去之前激活码未被输入，则智能卡将用户永久锁定。
在一些实施例中，如果已经做出一个或两个不成功的输入，则不成功的输入的数量被存储在非易失性存储器中。因此，即使断开对智能卡的电力并重新应用电力，智能卡仍然可以记住已经做出多少不成功的输入。因此，在小于最大允许的尝试次数的不成功的尝试次数后，卡不能通过断开卡而被“重新设置”为满额的尝试。
在一些实施例中，智能卡“状态”可以存储在卡的非易失性存储器中。例如，不同的状态可包括：(i)“新状态”，其意味着卡等待通过有效激活码的输入来解锁；(ii)“解锁状态”，其意味着卡已被解锁，但登记尚未成功地完成；(iii)“活动状态”，其意味着卡已被解锁并且登记已成功地完成；以及(iv)“锁定状态”，其意味着卡解锁过程被不成功地尝试。
在步骤2414中，如果激活码已被正确地输入，则用户现在可以从卡中移除数据输入设备并开始登记指纹(登记模式)。在整个登记过程中，智能卡必须保持在与智能电话的NFC连接的范围内。在一些实施例中，状态指示器可以例如通过LED发亮几秒钟来向用户做出何时图像是可接受的指示，并且可以例如通过LED闪烁几次来指示何时图像是不可接受的。状态指示器可以例如通过LED发亮较长的时间段(诸如10秒或更多秒)来向用户指示何时对指纹模板收集了足够的可接受的图像。在一些实施例中，柔性显示器(例如OLED面板)可用于在登记过程期间提供文本反馈。
在一些实施例中，用户可以通过正确地输入激活码来触发登记模式，并且不完成登记。也就是说，指纹传感器可以在登记模式中，但是用户没有向指纹传感器提供任何或足够的输入以收集对于指纹模板的足够的可接受的图像。在这样的实施例中，指纹传感器可以进入也被称为“等待手指模式”的省电睡眠模式，以避免耗尽电源。例如，一旦指纹传感器进入登记模式并且在预定时间段内没有从用户接收到任何输入，指纹传感器就进入省电睡眠模式，并等待用户触摸以唤醒并重新开始登记过程。在一些实施例中，在指纹传感器进入省电睡眠模式之前捕获的任何可接受的图像被保存，使得登记过程在用户停止的地方继续。在一些实施例中，当指纹传感器进入省电睡眠模式时，智能卡部件(例如安全元件模块)可进入睡眠模式。类似地，当指纹传感器从省电睡眠模式醒来并且重新开始登记过程时，智能卡部件可以被唤醒。
在步骤2416中，用户将智能卡移出NFC连接的范围以将智能卡从电源移除。在一些实施例中，如果在步骤2410中用户禁用除NFC之外的在设备上的所有连接，则用户可以重新启用设备上的所有连接。
因此，用户现在已经通过方法2400来在智能卡中成功地登记指纹，并且可以以正常方式使用智能卡以支付物品，但是现在需要指纹验证以便使用智能卡。在一些实施例中，使用上面提到的方法，多个用户可以在智能卡上登记指纹，或者用户可以在智能卡上登记多个手指。在这样的实施例中，卡可以被编程有被提供给每个用户的多个激活码。为了登记新的用户/手指，新的激活码被输入。
在登记生物特征模板的方法2400的一些实施例中，数据输入设备可以作为套筒被提供并且可以引导用户进行激活码输入，如在图11A-11C和图12A-12C中所述的。
图26A示出根据一些实施例的以覆盖物的形式的数据输入设备，该覆盖物包括耦合到在指纹传感器的感测区上的相关联的空间上不同的感测区的数据输入键，其中数据输入键定位成远离感测区。指纹传感器的感测区的一部分通过在覆盖物中形成的切口被暴露，而感测区的另一部分被覆盖物覆盖。
如图26A所示，以覆盖物2602的形式的数据输入设备包括覆盖安装在智能卡104上的指纹传感器的感测区106的部分X(如图26A中的虚线所示)的部分2612，并且另外包括覆盖物2602中的切口2620以暴露指纹传感器的感测区106的剩余部分Y。在非限制性的示例性实施例中，智能卡104是包含指纹传感器的设备，但是在可选的实施例中数据输入设备的应用不限于智能卡，并且可以用于包含指纹传感器的任何设备。在一些实施例中，覆盖物2602可移除地放置在包括感测区106的部分X的卡104的一部分上，并且通过覆盖物2602的切口2620暴露感测区的部分Y。覆盖物2602包括与指纹传感器的感测区106的部分X上的空间上不同的感测区相关联(例如，耦合到空间上不同的感测区)的数据输入键2608A-D。如图26A所示，数据输入键2608A-D可以远离感测区106被定位。
在一些实施例中，当覆盖物2602被放置在包括感测区106和LED 308的卡104的一部分上时，覆盖物2602可以包括在LED 308或卡104上的其他指示器元件上方的穿孔2606。在一些实施例中，OLED显示器可以作为指纹传感器来操作。在这样的实施例中，被包括在感测区106的部分Y中的OLED显示器的一部分被配置为用作指示器元件，并且因此状态指示通过覆盖物中的切口是可见的。
在一些实施例中，每个数据输入键2608A-D可以起作用来使用户能够通过在空间上不同的控制区2608A-D上轻敲他的或她的手指来输入数字(例如激活码，诸如PIN码)。覆盖物2602的每个数据输入键2608A-D电耦合到感测区106的部分X的相关联的空间上不同的部分，使得与每个键的接触将导致来自感测区106的相关联的空间上不同的部分的传感器元件的可检测信号。在键2608A-D与感测区106之间的耦合允许键2608A-D远离感测区106被定位。这提供了将键2608A-D定位在不受感测区106的边界限制的地点中的显著优点。例如，在智能卡104上的额外空间可以用于提供额外的键(例如多于四个键)或者键2608A-D可以更远地间隔开，这可以改善对用户的访问。在其他实施例中，覆盖物2602可以包括电耦合到感测区106的相关联的空间上不同的部分的一个数据输入键，其被配置为接收由用户输入的摩斯码类型数据。
图26B-26C分别示出根据一些实施例的以覆盖物的形式的数据输入设备的顶表面和底表面，该覆盖物包括耦合到指纹传感器的感测区的部分X上的相关联的空间上不同的感测区的数据输入键并且另外包括暴露指纹传感器的感测区的部分Y的切口。
如图26B-26C所示，覆盖物2602包括顶表面2604和底表面2605。当覆盖物2602放置在感测区106上方时，底表面2605的一部分2612与感测区106的小于整个感测区106的部分X直接接触。在一些实施例中，覆盖物由不导电膜(例如薄聚合物膜)制成并且可以小于100微米厚。
如图26B所示，顶表面2604包括数据输入键2608A-D、用于LED 308(如上面在图26A中所述的)或在智能卡104上的其他指示器元件的穿孔2606、用于容易地移除覆盖物2602的可选的突片2610和暴露指纹传感器的感测区106的部分Y的切口区2620。在一些实施例中，顶表面2604可以被丝网印刷以指示数据键2608A-D。在一些实施例中，围绕每个数据输入键2608A-D的边缘的表面可以略微升高，使得用户在将手指放在它上方时可以感觉到孔的圆周。
如图26C所示，底表面2605包括键迹线2614A-D、连接迹线2616A-D、感测区、LED308或智能卡104上的其它指示器元件的穿孔2606以及暴露指纹传感器的感测区的部分Y的切口区2620。在顶表面上的数据输入键2608A-D与底表面上的键迹线2614A-D对准。在一些实施例中，导电材料(诸如导电油墨、金属化、导电聚合物或任何导电涂层)可以用于将键迹线2614A-D、连接迹线2616A-D以及感测区激活迹线2618A-D印刷或涂敷到底表面2605上。键迹线2614A-D远离感测区激活迹线2618A-D被定位。连接迹线2616A-D将键迹线2614A-D连接到每个相应的相关联的感测区激活迹线2618A-D。感测区激活迹线2618A-D位于底表面2605上，使得当覆盖物2602被放置在智能卡104上方时，感测区激活迹线2618A-D与感测区106的部分X的相关联的空间上不同的数据输入区域对准。
在覆盖物2602的实施例的非限制性示例性实现中，当指纹传感器在控制模式和数据输入模式中时，在感测区106的部分2612(即，部分X)内的传感器元件在接触感测模式中被激活和扫描，且数据输入键2608A-D操作地耦合到在感测区106的部分2612(即，部分X)内的相关联的空间上不同的激活迹线2618A-D。当具有覆盖物2602的指纹传感器在登记模式中时，只有位于感测区106的二维阵列的部分2620(即，部分Y)内的传感器元件可以在指纹感测模式中被激活和扫描，并且传感器控制电路被配置为使得用户的指纹的多个图像可以被收集以获取存储在存储器中的足够的指纹模板。在验证或认证模式中，覆盖物2602通常将从卡104(或其他设备)被移除，并且整个感测区的传感器元件(包括部分2612(即部分X)和部分2620(即，部分Y))在指纹感测模式下被扫描以生成指纹图像用于与在登记模式中创建的指纹模板进行比较。
图27A示出在指纹传感器的感测区上方布置导电材料的实施例。在该实施例中，感测区激活迹线2718A-D可以在感测区106的部分X 2702上的正方形或矩形块的形状中。图27A将部分X 2702和部分Y 2704示为两个不重叠的矩形，沿方向“H”共享一个长边。以这种方式布置部分X 2702和部分Y 2704优化了部分Y 2704的面积，从而提供更好的指纹匹配性能。然而，其他实现是可能的，例如，部分X 2702可以是L形的，或者甚至可以形成围绕部分Y2704的框架。
当感测区激活迹线2718A-D在正方形或矩形块的形状中时，可能有检测灵敏度的损失，因为感测区激活迹线2718A-D不与感测区106的拾取线的全长度对准。为了补偿检测灵敏度的任何损失，正方形或矩形块感测区激活迹线2718A-D沿着感测区长度(即，方向“H”)可以比在感测区宽度方向“G”上的高度更宽，以便覆盖更多拾取线。在一些实施例中，感测区106的部分X 2702覆盖总感测区106的大约5-20％。在一些实施例中，对于具有6个数据输入迹线的9mm×9mm的指纹传感器，每个感测区激活迹线2718A-D大致为1mm的正方形，沿检测区106的一侧相等地分布。
图27B示出在指纹传感器的感测区上方布置导电材料的实施例，指纹传感器包括连接到数据键的感测区的一部分上的激活迹线以及布置在激活迹线之间并相邻于激活迹线的参考迹线。在一些实施例中，相等尺寸和形状的感测区激活迹线2718A-F均匀地分布在感测区106的部分X 2702上方，并且参考迹线1502A-G均匀地分布在每个相邻对的感测区激活迹线2718A-F之间(并相邻每个最外侧激活迹线2718A和2718F)，使得参考迹线1502A-G与感测区106的部分X 2702的相关联的空间上不同的参考区域对准。在一些实施例中，参考迹线1502A-G具有与激活迹线2718A-F相同的尺寸和形状。感测区激活迹线2718A-F通过连接迹线1416A-F连接到对应的键迹线(未示出)。参考迹线1502A-G未连接到键迹线，但受到与感测区激活迹线2718A-F的噪声和不需要的信号输入相似的噪声和不需要的信号输入。在一些实施例中，在传感器扫描过程期间，来自由参考迹线1502A-G覆盖的传感器元件的检测到的信号(也被称为参考信号)可以从来自由激活迹线2718A-F覆盖的传感器元件的检测到的信号(也被称为激活信号)减去，以便去除噪声和不需要的信号。在一些实施例中，参考信号可以通过差分放大器从激活信号中减去，如上面关于图15D所述的。
图27B示出均匀地分布在部分X 2702中并具有相同尺寸和形状的参考迹线1502A-G和传感器激活迹线2718A-F。然而，在可选实施例中，这不是必需的，并且参考迹线1502A-G和传感器激活迹线2718A-F可以在部分X 2702中在任何适当的分布处具有任何适当的尺寸和形状。
图28示出根据一些实施例的以临时放置在智能卡104上方的覆盖物2602的形式的数据输入设备。为了有助于说明，没有示出上表面，并且覆盖物2602被示为透明的，所以人们可以看到与指纹传感器接触的底表面2605。如图28所示，覆盖物2602覆盖包含传感器区106的智能卡104的一部分。覆盖物2602被放置在智能卡104上，使得在下层2605上的感测区激活迹线2618A-D覆盖与每个键迹线2614A-D相关联的感测区106(包括一个或更多个指定的传感器元件)的部分X 2702的空间上分离的区域并与该空间上分离的区域对准。在单层覆盖物2602中的切口区2620保持感测区106的部分Y 2704被暴露。
图29A-图29B示出根据一些实施例的包含指纹传感器的设备，且数据输入键集成到该设备中。在一些实施例中，数据键可以是设备的永久特征并且不在临时覆盖物上。
图29A示出根据一些实施例的智能卡104的示例。智能卡通常由多层塑料制成，一些层结合电路和可能的天线。在一些实施例中，数据输入键2902A-F可结合到卡主体本身的一层中，并且指纹传感器102的感测区的部分Y 2704可在卡主体的顶表面处被暴露。在下层中，键迹线可以与在上层上的数据输入键2902A-F耦合。连接迹线(未示出)将键迹线连接到指纹传感器102的感测区的部分X 2702。在一些实施例中，对卡主体部分地研磨出数据输入键2902A-F，以减小卡主体的在键与下面的键迹线之间的厚度。对卡主体的部分研磨可以帮助用户通过触摸来定位数据输入键。
图29B根据一些实施例示出设备(诸如智能手表或健康监测器)的示例。然而，应用于在图29B中描述的设备的原理可以不限于智能手表或健康监测器，并且在可选的实施例中，原理也适用于具有有限用户界面的其他设备，例如遥控钥匙、遥控器、仪表板、白色家电和工业设备。如图29B所示，数据输入键2902G-H和指纹传感器的感测区的部分Y 2704在设备的上表面上是用户永久地可用的。在下面的层中，键迹线可以与数据输入键2902G-H耦合。如上面在图29A中所述的，连接迹线(未示出)将键迹线连接到指纹传感器的感测区的部分X 2702。
与现有的智能卡或结合键盘的产品不同，在图29A和图29B中所述的实施例除了提供生物特征服务以外还为制造商提供通过使用指纹传感器来实现键盘以降低部件成本的机会。在包含指纹传感器和数据输入键的无接触智能卡的特定情况下，在图29A中所述的实施例在节省额外的电路和处理逻辑方面可能是特别有利的。根据一些实施例，在无接触智能卡中，单独地或与卡104上的其他部件结合来运行的指纹传感器102可能能够从NFC信号获得功率，以便当被放置在无线功率设备的范围内时提供指纹认证。在这样的实施例中，当数据输入被需要时，可以采用无接触智能卡已经为了指纹认证目的而使用的相同的功率采集电路和功率管理处理能力来无线地为卡供电。
在图29A的智能卡或者图29B的设备的实施例的非限制性示例性实现中，当指纹传感器102在控制模式和数据输入模式中时，在感测区106的数据输入感测区X 2702内的传感器元件在接触感测模式下被激活且被扫描，并且数据输入键操作地耦合到在感测区的数据输入感测区X内的相关联的空间上不同的传感器元件。当指纹传感器102在登记模式中时，只有位于感测区106的二维阵列的所暴露的感测区Y 2704内的传感器元件可以在指纹感测模式中被激活和扫描，并且传感器控制电路被配置成使得用户指纹的多个图像可以被收集以获取存储在存储器中的足够的指纹模板。在验证或认证模式中，只有位于感测区106的二维阵列的所暴露的感测区Y2704内的传感器元件可以在指纹感测模式中被激活和扫描，并且传感器控制电路被配置为生成指纹图像用于与在登记模式下创建的指纹模板进行比较。
如上所述，安装在设备104上的指纹传感器102的感测区106可以被选择性地配置为在五种模式中操作：(1)登记模式；(2)验证模式；(3)数据输入模式；(4)控制模式；以及(5)解锁模式。在一些实施例中，用户可以通过与传感器102的不同交互作用(例如在传感器区106上的双击、保持、上/下拖动和左/右拖动)来选择不同的模式。在其他实施例中，当用户按压耦合到感测区106的数据输入键时，传感器102可以选择性地被配置在不同模式中。
但是，在图26A和图29A-29B中所示的实施例额外为用户提供了同时在多于一个模式下操作的能力。例如，如果用户将一个所登记的手指放在传感器区Y 2620、2704上并且同时按下一个或更多个数据输入键，则指纹传感器可以从传感器捕获单个图像，该传感器将检测指纹图像(在区Y2620、2704中)并且将在该时刻检测哪个数据输入键已被按下(在区X2612、2702中)。这提供了一系列新的可能性，以能够以安全的方式与主机设备交互作用，因为它允许主机设备所有者在所有者正在进行额外输入的确切时刻验证他们的身份。可以如何使用这个功能的一些示例是，例如，只有当在按下锁定/解锁/重置键时检测到设备的经验证的用户时主机设备才能被锁定/解锁/重置，或者当在他们按下某个键的同时用户被验证时在主机设备上的某个功能才能被激活，或者只有当在他们按下“输入”以授权支付的同时用户被验证时才能接受来自用户的帐户的支付，等等。这些功能还防止意外的数据输入，例如，如果用户的生物特征启用的遥控钥匙在她的手提包中，如果在包内的某物压靠在遥控钥匙上并碰到解锁按钮，汽车将不解锁，因为她的指纹没有被同时检测到。
图30-31分别显示描述登记过程3000和3100的流程图，其中指纹传感器102的感测区106的部分Y 2620通过以如图26B-26C中所述而构建的覆盖物的形式的数据输入设备被暴露给用户。由于感测区106的部分Y2620被暴露，因此在输入激活码(PIN)之后，用户不需要移除覆盖物，直到在用户已经登记他的或她的手指之后为止，或者可选地，用户可以留下在设备上的覆盖物。
参考图30，在步骤3002中，数据输入设备(例如在图26B-26C中所示的数据输入设备)临时连接到启用生物特征的设备，诸如启用指纹的智能卡。在一些实施例中，唯一代码(诸如激活码)被写入智能卡的安全存储器中，并且在智能卡的制造过程期间在安全地点中被加密。在一些实施例中，在智能卡上的指纹传感器可以在制造过程期间被校准并且在智能卡被发送给用户之前被设置为数据输入模式。
在步骤3004中，卡提供商向用户提供智能卡和低成本、简单的电源，例如通过邮件或快递发送或由银行或零售店分发。在一些实施例中，电源可以是电池供电的、由干线供电的(例如，通过USB连接器)或太阳能供电的。在图9A-9H中描述了电源的非限制性示例性实施例。在一些实施例中，如果智能卡包含板载电源，则外部电源不需要被提供给用户。
在一些实施例中，智能卡和电源可以在智能卡已经插入电源中的情况下发送给用户，如在图11A-11C和图12A-12C中所述。在这样的实施例中，电池连接突片被插在电源和智能卡之间以保持电源连接断开。如图12A所示，用户可以拉出电池连接突片，以将电源连接到智能卡。
在步骤3006中，用户遵循与卡一起接收的指令以从卡提供商获得激活码。例如，用户可能被要求拨打一个号码，或者数据输入设备可能具有用户可以用智能电话扫描的码，或者用户可以登录到他们的在线银行网站或移动应用并指示他们希望通过SMS接收激活码。在可选的实施例中，用于获得激活码的其他安全机制是可用的。在一些实施例中，六位数字激活码向用户提供适当的安全级别。根据卡提供商的要求，可以通过改变所需数字的数量来提高或降低安全等级。
在步骤3008中，如果还没有已经完成，用户例如通过将卡插入电源壳体中来将智能卡连接到电源。卡从电源接收电力，并且在智能卡上的状态指示器(例如LED)向用户指示智能卡已准备就绪。
在步骤3010中，用户通过顺序地触摸数据输入设备的数据输入键以对应于激活码的顺序来输入激活码。状态指示器可以向用户指示所输入的代码是正确的或不正确的。如上所述，如果所输入的代码是不正确的，用户可在智能卡永久锁定用户之前进行预定数量的额外尝试。例如，用户可能得到三次尝试来正确地输入代码。在一些实施例中，如果不成功的尝试的次数达到极限值或者在预设时间过去之前激活码未被输入，则智能卡将用户永久锁定。
在步骤3012中，如果激活码已被正确地输入，则用户现在可以在不从卡移除数据输入设备的情况下开始登记指纹(登记模式)。在整个登记过程中，智能卡必须保持连接到电源。在一些实施例中，状态指示器例如通过LED发亮几秒钟来向用户做出何时图像是可接受的指示，并且可以例如通过LED闪烁几次来指示何时图像是不可接受的。状态指示器可以例如通过LED发亮较长的时间段(诸如10秒或更多秒)来向用户指示何时对指纹模板收集了足够的可接受的图像。在一些实施例中，柔性显示器(诸如OLED面板)可用于在登记过程期间提供文本反馈。
在一些实施例中，用户可以通过正确地输入激活码来触发登记模式，并且不完成登记。也就是说，指纹传感器可以在登记模式中，但是用户没有向指纹传感器提供任何或足够的输入以收集对于指纹模板的足够的可接受的图像。在这样的实施例中，指纹传感器可以进入也被称为“等待手指模式”的省电睡眠模式，以避免耗尽电源。例如，一旦指纹传感器进入登记模式并且在预定时间段内没有从用户接收到任何输入，指纹传感器就进入省电睡眠模式，并等待用户触摸以唤醒并重新开始登记过程。在一些实施例中，在指纹传感器进入省电睡眠模式之前捕获的任何可接受的图像被保存，使得登记过程在用户停止的地方继续。在一些实施例中，当指纹传感器进入省电睡眠模式时，智能卡部件(诸如安全元件模块)可进入睡眠模式。类似地，当指纹传感器从省电睡眠模式唤醒并且重新开始登记过程时，智能卡部件可以被唤醒。
在步骤3014中，用户将智能卡从电源移除。在一些实施例中，可以处理掉电源。在一些实施例中，用户也可以可选地在成功登记之后、可能在附加的数据输入之后移除数据输入设备。
因此，用户现在已经通过登记过程3000来在智能卡中成功地登记指纹，并且可以以正常方式使用智能卡以支付物品，但是现在需要指纹验证以便使用智能卡。在一些实施例中，使用上面提到的过程3000，多个用户可以在智能卡上登记指纹，或者用户可以在智能卡上登记多个手指。在这样的实施例中，卡可以被编程有被提供给每个用户的多个激活码。为了通过登记过程3000来登记新的用户/手指，新的激活码被输入，这由于在以前指纹的登记期间数据输入设备没有被移除的事实而变得方便。
参考图31，在步骤3102中，数据输入设备(诸如，如图26A-26C所示的数据输入设备)临时连接到启用生物特征的设备(诸如启用指纹的智能卡)。在一些实施例中，唯一代码(诸如激活码)被写入智能卡的安全存储器中，并且在智能卡的制造过程期间在安全地点中被加密。
在步骤3104中，卡提供商向用户提供智能卡，例如通过邮件或快递发送或由银行或零售店分发。
在步骤3106中，用户可以访问能够例如经由近场通信无线地提供电力的设备(例如智能电话)，并且因此为用户提供电源不是必要的。在一些实施例中，可以可选地向用户提供电源以给予用户使用无线电力或有线电力的选择。
在步骤3108中，用户遵循与卡一起接收的指令以从卡提供商获得激活码。例如，用户可能被要求拨打一个号码，或者数据输入设备可能具有用户可以用智能电话扫描的码，或者用户可以登录到他们的在线银行网站或移动应用并指示他们希望通过SMS接收激活码。在可选的实施例中，用于获得激活码的其他安全机制是可用的。在一些实施例中，六位数字激活码向用户提供适当的安全级别。根据卡提供商的要求，可以通过改变所需数字的数量来提高或降低安全等级。
在步骤3110中，用户将智能卡放置在智能电话附近，在NFC连接的范围内，例如，如图25A-25D所示。智能卡通过NFC连接来接收电力，并且状态指示器向用户显示智能卡做好准备开始登记。在实施例中，除了NFC之外，用户可以禁用在设备上的所有连接，以确保设备在登记过程期间为了增加的安全性而完全“离网”。例如，用户可以关闭蜂窝数据、Wi-Fi，蓝牙等。
在步骤3112中，用户通过顺序地触摸数据输入设备的数据输入键以对应于激活码的顺序来输入激活码。状态指示器可以向用户指示所输入的代码是正确的或不正确的。如果所输入的代码是不正确的，用户可能在智能卡永久锁定用户之前进行预定数量的额外尝试。例如，用户可得到三次尝试来正确地输入代码。在一些实施例中，如果不成功的尝试的次数达到极限值或者在预设时间过去之前激活码未被输入，则智能卡将用户锁定。
在一些实施例中，如果已经做出一个或两个不成功的输入，则不成功的输入的数量被存储在非易失性存储器中。因此，即使断开和重新应用智能卡的电力，智能卡仍然可以记住已经做出多少次不成功的输入。因此，在小于最大允许的尝试次数的不成功的尝试次数后，卡不能通过断开卡而被“重新设置”为满额的尝试。
在步骤3114中，如果激活码已被正确地输入，则用户现在可以在不从卡移除数据输入设备的情况下开始登记指纹(登记模式)。在整个登记过程中，智能卡必须在NFC连接的范围内保持连接到智能电话。在一些实施方式中，状态指示器可以例如通过LED发亮几秒钟来向用户做出何时图像是可接受的指示，并且可以例如通过LED闪烁几次来指示何时图像是不可接受的。状态指示器可以例如通过LED发亮较长的时间段(诸如10秒或更多秒)来向用户指示何时对指纹模板收集了足够的可接受的图像。在一些实施例中，柔性显示器(例如OLED面板)可用于在登记过程期间提供文本反馈。
在一些实施例中，用户可以通过正确地输入激活码来触发登记模式，并且不完成登记。也就是说，指纹传感器可以在登记模式中，但是用户没有向指纹传感器提供任何或足够的输入以收集对于指纹模板的足够的可接受的图像。在这样的实施例中，指纹传感器可以进入也被称为“等待手指模式”的省电睡眠模式，以避免耗尽电源。例如，一旦指纹传感器进入登记模式并且在预定时间段内没有从用户接收到任何输入，指纹传感器就进入省电睡眠模式，并等待用户触摸以唤醒并重新开始登记过程。在一些实施例中，在指纹传感器进入省电睡眠模式之前捕获的任何可接受的图像被保存，使得登记过程在用户停止的地方继续。在一些实施例中，当指纹传感器进入省电睡眠模式时，智能卡部件(例如安全元件模块)可进入睡眠模式。类似地，当指纹传感器从省电睡眠模式唤醒并且重新开始登记过程时，智能卡部件可以唤醒。
在步骤3116中，用户将智能卡移出NFC连接的范围以将智能卡从电源移除，并可选地移除数据输入设备。在一些实施例中，如果用户禁用除NFC之外的在设备上的所有连接，则在步骤3110中，用户可以重新启用设备上的所有连接。
图32-33是分别显示在如图29A-图29B所示的设备上的登记过程3200和3300的流程图，其中数据输入键2902A-F、2902G-H和指纹传感器102的部分Y 2704是用户永久可用的。
参考图32，在步骤3202中，数据输入键被结合到启用指纹的智能卡或其他设备中。在一些实施例中，唯一代码(例如激活码)被写入设备的安全存储器中，并且在设备的制造过程期间在安全地点中被加密。在一些实施例中，在设备上的指纹传感器可以在制造过程期间被校准并且在智能卡被发送给用户之前被设置为数据输入模式。
在步骤3204中，卡提供商向用户提供设备和低成本、简单的电源，例如通过邮件或快递发送或由银行或零售店分发。在一些实施例中，电源可以是电池供电的、由干线供电的(例如，通过USB连接器)或太阳能供电的。在图9A-9H中描述了电源的非限制性示例性实施例。在一些实施例中，如果设备包含板载电源，则外部电源不需要被提供给用户。
在一些实施例中，智能卡和电源可以在智能卡已经插入电源中的情况下发送给用户，如在图11A-11C和图12A-12C中所述。在这样的实施例中，电池连接突片被插在电源和智能卡之间以保持电源连接断开。如图12A所示，用户可以拉出电池连接突片，以将电源连接到智能卡。
在步骤3206中，用户遵循与设备一起接收的指令以从设备提供商获得激活码。例如，用户可能被要求拨打一个号码，或者数据输入设备可能具有用户可以用智能电话扫描的码，或者用户可以登录到他们的在线银行网站或移动应用并指示他们希望通过SMS接收激活码。在可选的实施例中，用于获得激活码的其他安全机制是可用的。在一些实施例中，六位数激活码向用户提供适当的安全级别。根据卡提供商的要求，可以通过改变所需位数来提高或降低安全等级。
在步骤3208中，如果还没有已经完成，用户例如通过将设备(例如卡)插入电源壳体中来将设备连接到电源。设备从电源接收电力，并且在设备上的状态指示器(例如LED)向用户指示设备已准备就绪。
在步骤3210中，用户通过顺序地触摸数据输入设备的数据输入键以对应于激活码的顺序来输入激活码。状态指示器可以向用户指示所输入的代码是正确的或不正确的。如上所述，如果所输入的代码是不正确的，用户可能在智能卡永久锁定用户之前进行预定数量的额外尝试。例如，用户可能得到三次尝试来正确地输入代码。在一些实施例中，如果不成功的尝试的次数达到极限值或者在预设时间过去之前激活码未被输入，则智能卡将用户锁定。
在步骤3212中，如果激活码已被正确地输入，则用户现在可以开始登记指纹(登记模式)。在整个登记过程中，设备必须保持连接到电源。在一些实施方式中，状态指示器例如通过LED发亮几秒钟来向用户做出何时图像是可接受的指示，并且可以例如通过LED闪烁几次来指示何时图像是不可接受的。状态指示器可以例如通过LED发亮较长的时间段(例如10秒或更多秒)来向用户指示何时对指纹模板收集了足够的可接受的图像。在一些实施例中，柔性显示器(例如OLED面板)可用于在登记过程期间提供文本反馈。
在一些实施例中，用户可以通过正确地输入激活码来触发登记模式，并且不完成登记。也就是说，指纹传感器可以在登记模式中，但是用户没有向指纹传感器提供任何或足够的输入以收集对于指纹模板的足够的可接受的图像。在这样的实施例中，指纹传感器可以进入也被称为“等待手指模式”的省电睡眠模式，以避免耗尽电源。例如，一旦指纹传感器进入登记模式并且在预定时间段内没有从用户接收到任何输入，指纹传感器就进入省电睡眠模式，并等待用户触摸以唤醒并重新开始登记过程。在一些实施例中，在指纹传感器进入省电睡眠模式之前捕获的任何可接受的图像被保存，使得登记过程在用户停止的地方继续。在一些实施例中，当指纹传感器进入省电睡眠模式时，智能卡部件(例如安全元件模块)可进入睡眠模式。类似地，当指纹传感器从省电睡眠模式唤醒并且重新开始登记过程时，智能卡部件可以唤醒。
在步骤3214中，用户将设备从电源移除。
因此，用户现在已经根据过程3200在设备中成功地登记指纹，并且可以以正常方式使用设备，但是现在需要指纹验证以便使用设备。在一些实施例中，使用上面提到的方法，多个用户可以在设备上登记指纹，或者用户可以在设备上登记多个手指。在这样的实施例中，设备可以被编程有被提供给每个用户的多个激活码。为了根据过程3200来登记新的用户/手指，新的激活码被输入，这由于数据输入键永久地被结合到设备中的事实而变得方便。
参考图33，过程3300以步骤3302开始，其中数据输入键被结合到启用指纹的智能卡或其他设备中。在一些实施例中，唯一代码(例如激活码)被写入设备的安全存储器中，并且在设备的制造过程期间在安全地点中被加密。在设备上的指纹传感器在制造过程期间被校准，并在智能卡被发送给用户之前被设置为数据输入模式。
在步骤3304中，设备提供商向用户提供设备，例如通过邮件或快递发送或由银行或零售店分发。
在步骤3306中，用户可以访问能够例如经由近场通信无线地提供电力的设备(例如智能电话)，并且因此为用户提供电源不是必要的。在一些实施例中，可向用户提供电源以给予用户使用无线电力或有线电力的选择。
在步骤3308中，用户遵循与设备一起接收的指令以从设备提供商获得激活码。例如，用户可被要求拨打一个号码，或者可被给予用户可以用智能电话扫描的码，或者用户可以登录到他们的在线银行网站或移动应用并指示他们希望通过SMS接收激活码。在可选的实施例中，用于获得激活码的其他安全机制是可用的。在一些实施例中，六位数字激活码向用户提供适当的安全级别。根据卡提供商的要求，可以通过改变所需数字的数量来提高或降低安全等级。
在步骤3310中，用户将设备放置在智能电话附近，在NFC连接的范围内，例如，如图25A-25D所示。设备通过NFC连接来接收电力，并且状态指示器向用户显示智能卡做好准备开始登记。在一些实施例中，除了NFC之外，用户可以禁用在设备上的所有连接，以确保设备在登记过程期间为了增加的安全性而完全“离网”。例如，用户可以关闭蜂窝数据、Wi-Fi，蓝牙等。
在步骤3312中，用户通过顺序地触摸数据输入键以对应于激活码的顺序来输入激活码。状态指示器可以向用户指示所输入的代码是正确的或不正确的。如果所输入的代码是不正确的，用户可能在智能卡永久锁定用户之前进行预定数量的额外尝试。例如，用户可能得到三次尝试来正确地输入代码。在一些实施例中，如果不成功的尝试的次数达到极限值或者在预设时间过去之前激活码未被输入，则智能卡将用户锁定。
在一些实施例中，用户可以通过正确地输入激活码来触发登记模式，并且不完成登记。也就是说，指纹传感器可以在登记模式中，但是用户没有向指纹传感器提供任何或足够的输入以收集对于指纹模板的足够的可接受的图像。在这样的实施例中，指纹传感器可以进入也被称为“等待手指模式”的省电睡眠模式，以避免耗尽电源。例如，一旦指纹传感器进入登记模式并且在预定时间段内没有从用户接收到任何输入，指纹传感器就进入省电睡眠模式，并等待用户触摸以唤醒并重新开始登记过程。在一些实施例中，在指纹传感器进入省电睡眠模式之前捕获的任何可接受的图像被保存，使得登记过程在用户停止的地方继续。在一些实施例中，当指纹传感器进入省电睡眠模式时，智能卡部件(例如安全元件模块)可进入睡眠模式。类似地，当指纹传感器从省电睡眠模式唤醒并且重新开始登记过程时，智能卡部件可以唤醒。
在一些实施例中，如果已经做出一个或两个不成功的输入，则不成功的输入的次数被存储在非易失性存储器中。在这样的实施方式中，即使断开和重新应用智能卡的电力，智能卡仍然记住已经做出多少次不成功的输入。因此，在小于最大允许的尝试次数的不成功的尝试次数后，卡不能通过断开卡而被“重新设置”为满额的尝试。
在步骤3314中，如果激活码已被正确地输入，则用户现在可以开始登记指纹(登记模式)。在整个登记过程中，设备必须在NFC连接的范围内保持连接到智能电话。在一些实施方式中，状态指示器可以例如通过LED发亮几秒钟来向用户做出何时图像是可接受的指示，并且可以例如通过LED闪烁几次来指示何时图像是不可接受的。状态指示器可以例如通过LED发亮较长的时间段(例如10秒或更多秒)来向用户指示何时对指纹模板收集了足够的可接受的图像。在一些实施例中，柔性显示器(例如OLED面板)可用于在登记过程期间提供文本反馈。
在步骤3316中，用户将设备移出NFC连接的范围以将智能卡从电源移除。在一些实施例中，如果用户禁用除NFC之外的在设备上的所有连接，则在步骤3310中，用户可以重新启用设备上的所有连接。
图34A-34E示出以覆盖物3402的形式的数据输入设备的另一个实施例。如图34A-34E所示，覆盖物3402集成用于安装在设备104上的指纹传感器102的电源(也被称为非数据传输电源)以及用于经由在指纹传感器处生成的信号来输入数据的数据输入元件。在关于图34A-34E描述的实施例中，智能卡是包含指纹传感器的设备。然而，在可选的实施例中，数据输入设备的应用不限于智能卡，并且可以用于包含指纹传感器的任何设备。在一些实施例中，智能卡104包括具有感测区106的指纹传感器102、可能具有LED或其他状态指示器308以及为外部电源提供触点的接触垫108。
在一些实施例中，覆盖物3402包括薄材料，例如当固定到主设备时与其表面相符的薄膜。在一些实施例中，覆盖物3402是临时且可移除地放置在卡上方的背面有粘性的贴纸或薄膜。在一些实施例中，由公司(例如3M、Krylon、Franklin Adhesives and Polymers和Bostik提供的可重新定位的粘合剂可以涂敷到覆盖物3402以临时置于包括接触垫108的卡104的部分上方。在其他实施例中，临时覆盖物3402可以在设备上滑动、夹到设备上或折叠到设备上而不是粘附到设备表面。在一些实施例中，如果设备是金属的，则覆盖物可以是磁性的并且吸附到设备表面。
图34A是集成了电源的覆盖物3402的形式的数据输入设备的实施例的平面图，且主机设备(例如智能卡)布置在覆盖物下方。布置在覆盖物3402的背面或非暴露表面上的特征或布置在下面的主机设备上的由覆盖物3402覆盖的特征在图34A，图34B和图34F中以虚线示出。覆盖物3402被配置为向电子设备104(例如智能卡)提供电力，该电子设备104具有用于将电力源连接到电子设备104的端子(例如电力连接垫)，并且覆盖物3402被配置为可移除地固定到电子设备104的表面。
在一些实施例中，覆盖物3402不固定到设备104的表面，而是通过带状电缆或其他导体连接到设备104。例如，例如在图34A-34F和图35中所示的电源可以结合在图19所示的远程小键盘设备1902中，且数据传输电缆1906还可以包括用于将电源连接到主机设备104的电力传输垫的导电触点。
在一些实施例中，覆盖物3402可以包括合适的功率元件3404以为卡104供电，例如小型电池LR44。在这样的实施例中，功率元件3404被牢固地附接到覆盖物3402并且与功率元件接触垫3406进行电接触。例如，电池的一个端子可以接触功率元件接触垫3406。如图34A所示，功率元件接触垫3406与电力连接迹线3410A接触。相应的导电触点3408被印刷或蚀刻到覆盖物3402的可被折叠的部段上，使得导电触点3408与功率元件3404对准。在一些实施例中，施加到折叠的导电触点3408的压力保持导电触点3408与功率元件3404接触。例如，导电触点3408接触电池的另一端子。在一些实施例中，导电触点3408的表面可以被涂覆导电的可重新定位的粘合剂，使得覆盖物的折叠部段将保持与功率元件3404接触，而用户不必继续将它保持就位。导电触点3408另外与电力连接迹线3410B接触。
在一些实施例中，电力连接迹线3410A和3410B用导电油墨被印刷或被蚀刻在覆盖物3402上。电力连接迹线3410A将功率元件3404和功率元件接触垫3406布线到在接触垫108上的接地连接件3414。电力连接迹线3410B将导电触点3408布线到在智能卡104上的接触垫108上的卡接触电力输入端。将导电触点3408移动成与功率元件3404接触(即，使得导电触点3408接触功率元件3404的一个部分(例如端子)并且功率元件接触垫3406接触功率元件3404的另一部分(例如端子))完成从导电触点3408通过功率元件3404到功率元件接触垫3406的电路。覆盖物3402包括配置成使用户能够选择性地闭合在功率元件3404与电子设备的端子之间的功率电路以实现在功率元件与电子设备之间的电力传输的电路闭合器。在一些实施例中，电路闭合包括包含折叠(例如在图34A中所示的折叠线3407上)的导电触点3408的覆盖物3402的部段，使得当导电触点3408与功率元件3404接触时，电源电路完成并且电力被供应到卡104。在一些实施例中，通过向导电触点3408施加压力，导电触点3408可以保持与功率元件3404接触。例如，压力可以通过用户的按压或捏压、通过在导电触点3408与功率元件3404之间的导电粘合剂或通过机械装置(诸如夹子或扣钩)来施加。
在一些实施例中，覆盖物3402可以包括如上所述的数据输入键2608A-F、将每个数据输入键与指纹传感器的感测区106的相关联的空间上不同的部分(部分X 3401的一部分)耦合的连接迹线2616A-F以及暴露感测区106的部分Y 3403的切口2620。
图34B是根据一些实施例的覆盖物3402和主机设备的视图，其中覆盖物的一部分被折叠以完成到主机设备的电源电路。
图34B示出折叠覆盖物3402的部段以对准导电触点3408和功率元件3404以完成电源电路并向卡104提供电力的结果。在一些实施例中，状态指示器308(例如灯元件(例如LED)和/或其他视觉或听觉元件)可以用于用信号通知用户电力存在和/或登记过程可以开始。
在一些实施例中，覆盖物3402可以是透明或半透明的，使得人们可以看到它的各种元件及它们与智能卡104的相关联的元件的对准。然而，这不是需要的，并且在可选的实施例中覆盖物未必是透明的或半透明的。
图34C是示出根据一些实施例的与卡104接触放置的覆盖物3402的表面的平面图。卡104和功率元件3404未在图34C中示出。在34C中所示的覆盖物3402的表面与卡104的表面接触，并且包括电力连接迹线3410A、3410B和当覆盖物3402被贴到卡104时接触接触垫108的电力垫(例如电力端子)的卡触点3412、3414。图34D是示出根据一些实施例的放置在覆盖物3402上方的卡104的平面图。在一些实施例中，覆盖物3402包括具有大致对应于卡104的尺寸和形状的尺寸(例如长度和宽度)和形状的矩形部分，并且覆盖物3402被放置在卡104上，具有限定与卡104的三个相应边缘对准的矩形部分的三个侧面的三个边缘，以帮助确保覆盖物3402相对于卡104适当地被定位，使得覆盖物3402的电力触点3412、3414与卡104的垫108的适当垫对准，并且使得切口2620与卡104的感测区106适当地对准。
在覆盖物3402的实施例的非限制性示例性实现中，当指纹传感器在控制模式和数据输入模式中时，在由覆盖物3402覆盖的感测区106的一部分(部分X 3401)内的传感器元件在接触感测模式下被激活和扫描，并且数据输入键2608A-D操作地耦合到在感测区106的由覆盖物3402的部分覆盖的部分X 3401内的相关联的空间上不同的激活迹线。当具有覆盖物3402的指纹传感器在登记模式中时，只有位于由切口2620暴露的感测区106的二维阵列的部分Y 3403内的传感器元件可以在指纹感测模式中被激活和扫描，并且传感器控制电路被配置为使得用户的指纹的多个图像可以被收集以获取存储在存储器中的足够的指纹模板。在验证或认证模式中，覆盖物3402通常将从卡104(或在可选实施例中的其他主机设备)中被移除，并且整个感测区106的传感器元件(包括部分X 3401和部分Y 3403)在指纹感测模式下被扫描以生成指纹图像，用于与在登记模式中创建的指纹模板进行比较。
图34E是根据一些实施例的覆盖物3402的上表面(即，不与智能卡接触的表面)的平面图。当覆盖物3402被贴到卡104时，用户可以与图34E所示的表面接触。
在覆盖物3402的一些实施例中，功率元件可以是USB插座。在这样的实施例中，USB插座可以经由电力连接迹线3410A和3410B连接到接触垫108的电力和接地输入端。电路闭合可以通过将USB电缆插入插座中并将覆盖物3402连接到干线来建立。
在覆盖物3402的一些实施例中，功率元件可以是具有拉片盖的太阳能电池。在这样的实施例中，太阳能电池可以经由电力连接迹线3410A和3410B连接到接触垫108的电力和接地输入端。电路闭合可通过移除覆盖太阳能电池的拉片由此将它暴露于光而建立。
在覆盖物3402的一些实施例中，功率元件可以是安装在覆盖物3402上的NFC收发器。在这样的实施例中，NFC收发器可以经由电力连接迹线3410A和3410B连接到接触垫108的电力和接地输入端，并且能够从启用NFC的设备(例如移动电话或读卡器)获取电力。电路闭合可以通过将卡104放置在启用NFC的设备的范围内并将它保持在范围内直到期望的过程完成为止来建立。
如图34A和图34C所示，在一些实施例中，覆盖物3402还可以包括覆盖安装在智能卡104上的指纹传感器的感测区106的部分X 3401的一部分2612以及覆盖物3402中用于暴露指纹传感器的感测区106的剩余部分Y 3403的切口2620。覆盖物3402包括通过连接迹线2616A-F与在指纹传感器的感测区106的部分X 3401上的空间上不同的感测区相关联(例如，耦合到空间上不同的感测区)的数据输入键2608A-F。数据输入键2608A-F可以远离感测区106被定位。
在一些实施例中，如上所述，每个数据输入键2608A-F可以起作用以使用户能够通过用手指触摸数据输入键2608A-F来输入数字(例如激活码，诸如PIN码)。覆盖物3402的每个数据输入键2608A-F电耦合到感测区106的部分X 3401的相关联的空间上不同的部分，使得与每个键的接触将导致来自感测区106的相关联的空间上不同的部分的传感器元件的可检测信号。在键2608A-F与感测区106之间的耦合允许键2608A-F远离感测区106被定位。这提供了将键2608A-F定位在不受感测区106的边界限制的地点中的显著优点。例如，在智能卡104上的额外空间可以用于提供额外的键(例如多于四个键)或者键2608A-F可以更远得间隔开，这可以改善对用户的访问。在一些实施例中，覆盖物3402可以包括电耦合到感测区106的相关联的空间上不同的部分的一个数据输入键，其被配置为接收由用户输入的摩斯码类型数据。
在一些实施例中，覆盖物3402可以包括覆盖安装在智能卡104上的指纹传感器的一部分，但是另外包括与在指纹传感器的感测区106上的空间上不同的感测区相关联(例如，耦合到空间上不同的感测区)的数据输入键，其中数据输入键位于感测区106上，如图3B所示，或者其中数据输入键远离感测区106被定位，如图13所示。在这两种情况下，覆盖指纹传感器的覆盖物3402的该一部分可以与包括连接到智能卡104的电力输入端的电源的覆盖物3402的部段分离。例如，覆盖物3402可以分成两个部分或者是打孔的，或者覆盖物具有两层，一层在另一层之上，其中包含数据输入键的部段是最上面的。因此，在用户使用数据输入键输入数据之后，可以暴露指纹传感器以完成登记，而不中断对卡104的电力供应。当登记完成时，覆盖物3402的剩余部分可被移除。
在一些实施例中，如图34F所示，覆盖物3402F不覆盖主机设备104的感测区106或指纹传感器102。更确切地，覆盖物3402F仅覆盖卡104的包括接触垫108的部分。在一些实施例中，覆盖物3402F可以包括布置在功率元件接触垫3406上的功率元件3404、导电触点3408、将功率元件接触垫3406连接到卡接触接地3414的电力连接迹线3410A(卡接触接地3414连接到接触垫108的电力接触垫)以及将导电触点3408连接到卡接触电力输入端3412的电力连接迹线3410B(卡接触电力输入端3412连接到接触垫108的另一个电力接触垫)。在一些实施例中，覆盖物3402F可以严格地是对于智能卡104或其他设备的电源，并且不包括数据输入功能。覆盖物3402F可以与数据输入设备结合使用，例如图3B、图13和图26A-26C中所示的和在本文讨论的那些数据输入设备。
在一些实施例中，当覆盖物3402被放置在卡104的包括感测区106和LED 308的部分上方时，以覆盖物3402的形式的数据输入设备可以包括在LED 308或卡104上的其他指示器元件上方的穿孔2606。在其他实施例中，OLED显示器可以作为指纹传感器来操作。在这样的实施例中，被包括在感测区106的部分Y 3403中的OLED显示器的一部分可以被配置为用作指示器元件，并且因此状态指示通过覆盖物3402中的切口2620是可见的。
在一些实施例中，覆盖物3402可以包括用于在智能卡本身上没有状态指示器或者在智能卡上的状态指示器是不合适的情况下在登记期间向用户指示状态的一个或更多个LED或其他状态指示器(例如视觉、听觉、触觉指示器)。在这样的实施例中，在智能卡104上的部件(例如指纹传感器、安全元件模块或其他处理电路)监测登记过程的状态并且根据登记过程的状态以已知的方式调节卡104中的电力线。覆盖物3402还可以包括被配置为检测电力线调节并相应地激活一个或更多个LED以指示登记过程的正确状态的检测器电路。
图35示出根据一些实施例的电源覆盖物(也被称为非数据传输电源)3502的实施例。如图34所示，电源覆盖物3502包括用于安装在设备104上的指纹传感器102的功率元件3504。在图35中所示的实施例中，智能卡是包含指纹传感器的设备，但是在可选的实施例中，电源覆盖物3502的应用不限于智能卡，并且可以用于包含指纹传感器的任何设备。卡104包括具有感测区106的指纹传感器102、LED或其他状态指示器308以及提供用于外部电源的触点的接触垫108。
在图35所示的实施例中，覆盖物3502是可以临时且可移除地放置在卡104上方的背面有粘性的贴纸或薄膜。在实施例中，可以将由例如3M、Krylon、Franklin Adhesivesand Polymers和Bostik的公司提供的可重新定位的粘合剂涂敷到覆盖物3502以临时放置在卡104的包括接触垫108的部分上方。在一些实施例中，临时覆盖物3502可以在设备104上滑动、夹到设备104上或者折叠到设备104上，而不是粘附到设备表面。在一些实施例中，如果设备是金属的则临时覆盖物可以是磁性的并吸附到设备表面。
在一些实施例中，覆盖物3502包括为卡104供电的合适的功率元件3504，例如小型电池LR44。功率元件3504的底部牢固地附接到覆盖物3502并且与电力连接迹线3510B接触。在一些实施例中，导电弹簧夹3508的一端接触功率元件3504的顶部，并且导电弹簧夹3508的另一端连接至电力连接迹线3510A。
在一些实施例中，电力连接迹线3510A和3510B被用导电油墨印刷在或被蚀刻在覆盖物3502上。电力连接迹线3510A经由导电弹簧夹3508将功率元件3504电连接到接触垫108上的接地连接件3414。电力连接迹线3510B将功率元件3504电连接到在智能卡104上的接触垫108上的卡接触电力输入端3412。电路闭合器包括临时放置在功率元件3504和导电弹簧夹3508之间的由不导电材料制成的拉片3506，以断开电源电路。当用户将拉片3506从弹簧夹3508中移除时，电源电路完成并且将电力供应给卡104。在一些实施例中，状态指示器308可以用于向用户发信号通知电力存在和/或登记过程可以开始。
在一些实施例中，覆盖物3502可以被涂覆有导电材料。在这样的实施例中，电源连接迹线3510A、3510B不存在。替代地，覆盖物3502可以被成形为使得覆盖物3502与接触垫108上的接地连接件3414耦合以及与在智能卡104上的接触垫108上的卡接触电力输入端3412耦合，并且功率元件的端子与接触垫108的任何其他部分没有导电地耦合。
在一些实施例中，覆盖物3502可以是在指纹传感器102上方延伸的数据输入设备的一部分。数据输入键和相关联的键迹线可以在覆盖物3502上被印刷和/或蚀刻并且以与针对图34A-图34E所描述的类似的方式被耦合到感测区102，以允许用户输入数据。在其他实施例中，覆盖物3502可以包括覆盖安装在智能卡104上的指纹传感器102的部分，并且还包括与在指纹传感器的感测区106上的空间上不同的感测区相关联(例如耦合到空间上不同的感测区)的数据输入键，其中数据输入键位于感测区上，如图3B所示，或者其中数据输入键远离感测区106被定位，如图13所示。在这两种情况下，覆盖指纹传感器102的覆盖物3502的部分可以与包含连接到智能卡的电力输入端的电源的覆盖物的部段分离。例如，覆盖物3502可以分成两个部分，或者是打孔的，或者覆盖物具有两层，一层在另一层的顶部上，其中包含数据输入键的部端是最上面的。因此，在用户使用数据输入键输入数据之后，可以暴露指纹传感器102以完成登记，而不中断对卡104的电力供应。当登记完成时，可以移除覆盖物3502的剩余部分。
在一些实施例中，覆盖物3502可以包括用于在智能卡本身上没有状态指示器或者在智能卡上的状态指示器是不合适的情况下在登记期间向用户指示状态的一个或更多个LED或其他状态指示器(例如视觉、听觉、触觉指示器)。在这样的实施例中，在智能卡104上的部件(例如指纹传感器、安全元件模块或其他处理电路)监测登记过程的状态并且根据登记过程的状态以已知的方式调节卡104中的电力线。覆盖物3502还可以包括被配置为检测电力线调节并相应地激活一个或更多个LED以指示登记过程的正确状态的检测器电路。
在图34A-34F和图35的可选实施例中，电路闭合器可以包括开关或按钮来代替图34A-34F的折叠覆盖物部段或图35的拉片，因而使用户能够通过应用开关或按钮来完成电源电路。
在图34A-34F和图35的可选实施例中，覆盖物3402、3502除了电力输入端和接地触点之外还与卡接触垫108上的数据输入端和输出端触点接触。这可以使覆盖物3402、3502能够提供来去卡104上的元件(例如安全元件模块或生物特征传感器)的通信信道。在一些实施例中，安装到覆盖物3402、3502并连接到卡接触垫108的数据输入端/输出端的无线收发器(例如，蓝牙、WiFi、NFC)可以允许卡104中的元件无线地连接到其他设备，例如移动电话、膝上型计算机、ATM、读卡器或PC。在一些实施例中，除了使用无线连接来提供通信信道之外，覆盖物3402、3502还可以从无线信号获取电力以给卡104供电。在这样的实施例中，能够获取电力的覆盖物3402、3502可以临时将接触卡转换为非接触卡。
在一些实施例中，安装到覆盖物3402、3502并连接到卡接触垫108的数据输入端/输出端的电缆插座(例如USB)可允许卡104中的元件经由电缆连接到其他设备，例如移动电话、膝上型计算机、ATM、读卡器或PC。在一些实施例中，除了使用电缆连接来提供通信信道之外，覆盖物3402、3502还可以从电缆接收电力以向卡供电。
在一些实施例中，除了电力输入端和接地触点之外，覆盖物3402、3502还可以与卡接触垫108上的数据输入端和输出端触点接触。在这样的实施例中，覆盖物3402、3502可以向用户提供关于卡104上的元件(例如安全元件模块、生物特征传感器以及连接到卡104的外部设备)的状态指示。例如，安装在覆盖物3402、3502上并连接到卡接触垫108的数据输入端/输出端的LED、蜂鸣器或小LCD屏幕可向用户指示命令、响应、状态信息、数据或指令。
图36是示出将生物特征模板(例如指纹模板)登记在具有向用户提供反馈的有限能力的设备(例如智能卡)上而在登记指纹模板之前需要激活数据(即，激活码)的输入的简单、成本有效的方法3600的实施例的流程图。
在步骤3602中，数据输入设备(例如在图34A-34E中所述的覆盖物)临时连接到启用生物特征的设备，例如启用指纹的智能卡。在一些实施例中，唯一代码(例如激活码)可以存储在智能卡的安全存储器中，并且在智能卡的制造过程期间在安全地点中被加密。在一些实施例中，在智能上的指纹传感器可以在制造过程期间被校准并且在智能卡被发送给用户之前被设置为数据输入模式。
在步骤3604中，卡提供商向用户提供具有智能卡和集成电源的数据输入设备。例如，卡提供商可以通过邮件、快递或直接在银行或零售店处向用户提供具有智能卡和集成电源的数据输入设备。在一些实施例中，卡和数据输入设备可以被封装，使得电源电路在运输期间不能意外地完成。
在步骤3606中，用户遵循指令以从卡提供商获得激活码。在一些实施例中，可以用卡接收用于获得激活码的指令。例如，用户可能被要求拨打一个号码，或者数据输入设备可能具有用户可以用智能电话扫描的码，或者用户可以登录到他们的在线银行网站或移动应用并指示用户希望通过SMS接收激活码。在可选的实施例中，用于获得激活码的其他安全机制是可用的。在一些实施例中，六位数字激活码向用户提供适当的安全级别。根据卡提供商的要求，可以通过改变所需位数位的数量来提高或降低安全等级。
在步骤3608中，用户通过完成电源电路将智能卡连接到电源。例如，可以通过折叠数据输入设备的部段以使导电接触垫接触或通过去除将电源与智能卡分开的拉片来完成电源电路。因此，卡从电源接收电力，并且在智能卡上的状态指示器(例如LED)可以向用户指示智能卡已准备就绪。
在步骤3610中，用户通过顺序地触摸数据输入设备的数据输入键以对应于激活码的顺序来输入激活码。在一些实施例中，状态指示器可以向用户指示所输入的代码是正确的或不正确的。如在本文所述的，如果所输入的代码是不正确的，用户可在智能卡永久锁定用户之前进行预定数量的额外尝试。例如，用户可能得到三次尝试来正确地输入代码。在一些实施例中，如果不成功的尝试的次数达到极限值或者在预设时间过去之前激活码未被输入，则智能卡将用户锁定。
在步骤3612中，如果激活码已被正确地输入，则用户现在可以在不从卡移除数据输入设备的情况下开始登记指纹(登记模式)。在整个登记过程中，智能卡必须保持连接到电源。在一些实施例中，状态指示器可以例如通过LED发亮几秒钟来向用户做出何时图像是可接受的指示，并且可以例如通过LED闪烁几次来指示何时图像是不可接受的。状态指示器可以例如通过LED发亮较长的时间段(例如10秒或更多秒)来向用户指示何时对指纹模板收集了足够的可接受的图像。在一些实施例中，柔性显示器(例如OLED面板)可用于在登记过程期间提供文本反馈。
在一些实施例中，用户可以通过正确地输入激活码来触发登记模式，并且不完成登记。也就是说，指纹传感器可以在登记模式中，但是用户没有向指纹传感器提供任何或足够的输入以收集对于指纹模板的足够的可接受的图像。在这样的实施例中，指纹传感器可以进入也被称为“等待手指模式”的省电睡眠模式，以避免耗尽电源。例如，一旦指纹传感器进入登记模式并且在预定时间段内没有从用户接收到任何输入，指纹传感器就进入省电睡眠模式，并等待用户触摸以唤醒并重新开始登记过程。在一些实施例中，在指纹传感器进入省电睡眠模式之前捕获的任何可接受的图像被保存，使得登记过程在用户停止的地方继续。在一些实施例中，当指纹传感器进入省电睡眠模式时，智能卡部件(例如安全元件模块)可进入睡眠模式。类似地，当指纹传感器从省电睡眠模式唤醒并且重新开始登记过程时，智能卡部件可以唤醒。
在步骤3614中，用户从智能卡中移除数据输入设备。在一些实施例中，可以处理掉数据模板。可选地，用户也可以在成功的登记后、可能在附加的数据输入之后移除数据输入设备。
因此，用户现在已经通过简单的成本有效的方法3600在智能卡中成功地登记指纹，并且可以以正常方式使用智能卡来支付物品，但是现在需要指纹验证以便使用智能卡。在一些实施例中，使用上面提到的方法3600，多个用户可以在智能卡上登记指纹，或者用户可以在智能卡上登记多个手指。在一些实施例中，卡可以被编程有被提供给每个用户的多个激活码。对于每个方法3600，新的激活码是需要的并被输入以登记新的用户/手指，这由于数据输入覆盖物在以前指纹的登记期间没有被移除的事实而变得方便。
图37是示出将生物特征模板(例如指纹模板)登记在具有向用户提供反馈的有限能力的设备(例如智能卡)上而在登记指纹模板之前不需要激活数据(即，激活码)的输入的简单、成本有效的方法3700的实施例的流程图。
在步骤3702中，制造启用指纹的智能卡。数据输入设备(例如在图34A-34E中描述的覆盖物)可以临时连接到智能卡。在一些实施例中，卡提供商可以可选地将智能卡的状态设置为不活动的以在预期用户可以登记指纹模板并联系卡提供商以激活卡之前防止未经授权的使用。
在步骤3704中，卡提供商向用户提供具有智能卡和集成电源的数据输入设备。例如，卡提供商可以通过邮件、快递或直接在银行或零售店处向用户提供具有智能卡和集成电源的数据输入设备。在一些实施例中，卡和数据输入设备可以被封装，使得电源电路在运输期间不能意外地完成。
在步骤3706中，用户通过完成电源电路来将智能卡连接到电源。例如，可以通过折叠数据输入设备使得导电接触垫对准或通过移除将电源与智能卡分开的拉片来完成电源电路。因此，将智能卡连接到电源除了为智能卡的电子部件(例如LED、逻辑元件、传感器元件等)提供电力以外什么也不做，并且电源不能向/从智能卡传输数据。
在步骤3708中，检测到导致指纹传感器被置于登记模式中的一个或更多个触发事件。示例触发事件可基于定时器或计数器的未到期。例如，在一些实施例中，可检测到定时器或计数器还未到期的触发事件。在这样的实施例中，用户可在指纹传感器被置于登记模式中之后的某个时间内登记生物特征模板。在其它实施例中，可检测到智能卡的年龄在例如由定时器或计数器跟踪的某个年龄限制之下的触发事件。在一些实施例中，每当生物特征模板被成功地登记或每当智能卡被使用时，计数器可递增。在这样的实施例中，可检测到计数器还没有超过预定阈值(例如，生物特征模板登记或卡使用的预定数量)的触发事件。
另一示例触发事件可包括错误状态的出现。在一些实施例中，软件或硬件部件错误可在登记期间出现。响应于这样的软件或硬件部件错误而发起的错误恢复过程可以是触发事件。在这样的实施例中，软件或硬件部件错误将必须是可恢复的错误(例如较小的错误、短暂事件或小故障)。因此，阻止登记过程的完成的可恢复的错误的检测将使传感器进入登记模式。在这样的实施方式中，在登记期间出现的不可恢复的错误(例如在卡上的部件出故障)将不发起或构成触发事件。
其他示例触发事件包括检测到上次将卡插入读卡器时设置的标记(例如，当卡插入读卡器时设置的标记，读卡器向卡或从卡传输数据并且在下次卡连接到电源时指示卡进入登记模式)、检测到在卡上的所登记的指纹模板的缺乏或者检测到电力已被提供给卡。一些另外的触发事件示例可以包括检测到卡已经插入到具有与卡上的仅电力触点而没有与数据传输触点的连接的电源中。在一些实施例中，其他事件或这样的事件的组合可以构成触发事件。触发事件可以由指纹传感器或由卡上的另一个部件(例如安全元件模块)检测，或者触发事件可以作为指纹传感器和卡上的另一个部件交互作用(例如握手)的结果而被检测到。在一些实施例中，如果除了指纹传感器以外的部件检测到触发事件，则该部件可以向指纹传感器发信号通知进入登记模式。
在一些实施例中，登记模式可以被触发，但是用户可以不完成登记。也就是说，指纹传感器可以在登记模式中，但是用户没有向指纹传感器提供任何或足够的输入以收集对于指纹模板的足够的可接受的图像。在这样的实施例中，指纹传感器可以进入也被称为“等待手指模式”的省电睡眠模式，以避免耗尽电源。例如，一旦指纹传感器进入登记模式并且在预定时间段内没有从用户接收到任何输入，指纹传感器就进入省电睡眠模式，并等待用户触摸以唤醒并重新开始登记过程。在一些实施例中，在指纹传感器进入省电睡眠模式之前捕获的任何可接受的图像被保存，使得登记过程在用户停止的地方继续。在一些实施例中，当指纹传感器进入省电睡眠模式时，智能卡部件(例如安全元件模块)可进入睡眠模式。类似地，当指纹传感器从省电睡眠模式唤醒并且重新开始登记过程时，智能卡部件可以唤醒。
卡保持在登记模式中直到从电源断开为止或直到登记完成为止。如果在登记完成之前将卡从电源断开，则该过程可以返回到步骤3706，其中适当的触发事件可导致指纹传感器被置回到登记模式中。在一些实施例中，用户可能需要采取某个动作，诸如例如联系卡提供商或获得新卡。在这样的实施例中，用户可以使新卡置于登记模式中。
在一些实例中，卡从电源接收电力，并且在智能卡上的状态指示器(例如LED)向用户指示电源的一个或更多个电力传输触点连接到电源(即，卡被供电)，指纹传感器在登记模式中，以及智能卡做好准备开始登记。
在步骤3710中，用户现在可以开始登记指纹。通过存储从通过将手指放置在指纹传感器上而生成的一个或更多个指纹图像得到的指纹模板来登记指纹。在整个登记过程中，智能卡必须保持连接到电源。在一些实施例中，智能卡可以在登记过程期间从电源断开。在这样的实施例中，在指纹传感器中的登记模式将自动去激活。在一些实施例中，将智能卡重新连接到电源将过程移动回到步骤3706，其中适当的触发事件将导致指纹传感器被置回到登记模式中。当足够的指纹模板被获取并存储在指纹传感器中(例如，如在先前并入的美国专利号9,684,813中描述的)时，登记过程完成。一旦登记过程完成，在指纹传感器中的登记模式就永久地被禁用。在一些实施例中，一旦登记过程完成，在指纹传感器中的登记模式就被禁用，直到新的触发事件出现为止。在一些实施例中，状态指示器可以例如通过LED发亮几秒钟来向用户提供何时图像是可接受的指示，并且可以例如通过LED闪烁几次来指示何时图像是不可接受的。状态指示器可以例如通过LED发亮较长的时间段(例如10秒或更多秒)来向用户指示何时对指纹模板收集了足够的可接受的图像并确认登记步骤成功地完成。在其它实施例中，多于一个LED可以闪烁不同的颜色以传递本文所述的各种指示。在一些实施例中，柔性显示器(例如OLED面板)可用于在登记过程期间提供文本反馈。
在步骤3712中，用户从电源移除智能卡。在一些实施例中，可以处理掉数据输入设备。在一些实施例中，用户可以在成功的登记之后、可能在附加的数据输入之后移除数据输入设备。
在一些实施例中，卡提供商可以在步骤3702中将卡的状态设置为不活动的。在这样的实施例中，用户必须在步骤3714中在尝试使用卡之前激活该卡，其中用户联系卡提供商(例如通过电话、应用、互联网等)以激活智能卡。在一些实施例中，用户必须向卡提供商提供可接受的用户验证细节，以便激活智能卡。如果用户被验证，则卡提供商在他们的系统中将卡状态设置为活动的。用户现在能够以正常方式使用该卡来支付物品，但是现在需要指纹验证，以便使用该智能卡。如果用户未被验证，则该卡保持不活动的并且不能被使用。
可以通过不需要由用户输入的数据的其他方法(例如图23A所示的方法2300或图23B所示的方法2314)来登记包括仅提供电源的覆盖物(例如图34F中描述的覆盖物3402F和图35中描述的覆盖物3502)的设备。
如上面所陈述的，优选的是指纹模板具有足够的质量，否则用户可能经历高的假拒绝率或假接受率。当用户不熟悉登记阶段的目标时，这可能是一个特别的问题，该目标是尽可能多地捕获指垫的多个广泛的、良好质量的图像。如果用户不知道用户需要得到拍摄用户的所有指垫(包括指垫的侧部和指尖以及中央部分)的图像，则用户可能倾向于在登记过程中重复地呈现他们的手指的相同部分，因此限制了指纹模板的覆盖范围并增加了获得假拒绝的机会。
已经观察到，在登记期间用户呈现他们的指纹的压力和角度不同于他们在他们的设备的日常使用中呈现手指的方式。例如，当智能卡平放时，可以通过反复触摸指纹传感器来在智能卡上登记拇指。这很可能导致拇指的中心指垫的指纹模板被捕获。但是，当实际上使用智能卡时，用户可能在接触智能卡的情况下以钳握的方式(in a pincer grip)保持卡以将它插入销售点(PoS)设备的底座中，或在非接触智能卡的情况下将该卡保持在PoS上方直到交易被记录为止。在这种接触和非接触使用情况下，拇指指纹的指尖通常在智能卡使用中时接触传感器。也就是说，拇指的一部分(例如拇指的指尖)可能在拇指在整个登记过程中平放时在卡上执行的登记期间从指纹模板漏掉。
上述问题涉及在有限设备上的登记过程期间出现的困难。对于输入/反馈有限设备的另一复杂之处在于，一旦登记过程完成，如果用户开始使用他们的设备并且然后发现他们的指纹没有被可靠地识别，则用户可能没有他们可通过其来重新登记他们的手指以创建更好的指纹模板并从而改善他们的用户体验的机制。由于安全原因，在有限设备上的重新登记可能被有意禁止，例如，设备制造商可能不想通过允许指纹模板由未授权用户更改来创建“后门”，或者对于用户与设备进行交互作用以便将它置回到“登记”模式中并因此重新登记他们的手指可能仅仅是不实际的。在这种情况下，第一次正确登记他们的手指对用户体验变得至关重要，因为没有改变指纹模板的第二次机会。智能卡是输入/反馈有限设备的很好的示例，其中假使第一个指纹模板不是足够的，用户将不可能得到重新登记手指的机会。
在一些设备(例如膝上型计算机或门进系统)中，指纹传感器可以被成形的手指导向器(例如形成斜面的外围边缘)包围，以迫使用户以最佳的方式将他们的手指放置在传感器上。这些导向器是设备的永久功能。也就是说，导向器在用户登记他们的手指时存在并且在用户正在主动使用他们的设备时保持在原位。这样的导向器首先被设计为确保手指的最有用部分被登记用于用户验证(即，指垫的中心)，且其次增加最初登记的手指的相同部分在日常使用期间被放置在传感器上的机会。示例在标题为“Finger Guide Device”的欧洲专利申请号EP 1812890中被描述，该专利申请的公开内容通过引用被全部并入。然而，对于许多设备，改变形状因子以便使永久手指导向器在适当的位置上是不切实际的，或者有这种永久手指导向器关于设计美学是不合乎需要的。例如，使永久手指导向器在适当的位置上对于智能卡是不可接受的，因为该卡不再适合标准ATM机、手提包或钱包。
对上面提到的问题的另一个现有解决方案是引导用户在登记期间使用在设备上的用户界面上的图形来呈现他们的手指的不同部分。在标题为“Fingerprint Sensing andEnrollment”的美国专利号9,715,616中描述了这种解决方案，该专利的公开内容通过引用被全部并入。在一些实施例中，用户界面上的图形示出当指纹的左边、右边、顶部、底部等的图像被捕获时逐渐被填入阴影的指纹的表示，因此鼓励用户在登记过程期间呈现他们的手指的不同部分。然而，该解决方案在下面的意义上是有限的：当包含指纹传感器的设备没有用户界面或具有有限的用户界面时，向用户传达指纹的所捕获的图像如何与他们的手指的任何特定部分相关很难。
另一个现有的解决方案采用动态登记。更特别地有一种方法，其中指纹模板被收集并随着时间的过去而被调整以考虑手指在日常使用中被呈现的方式的变化。也就是说，指纹模板可以主动发展，因为新的所捕获的图像通过日常使用被添加到它。在标题为“ZeroEnrollment”美国专利申请公布号US2014/0003681中提出了一种动态登记方法的示例，该专利申请的公开内容通过引用全部并入。然而，对于包含指纹传感器的某些设备，由于未经授权的用户可能通过反复呈现他们的手指来成功登记他们的手指使得指纹模板发展到他们的手指将被接受的程度的安全顾虑，可以禁止动态登记。
如本文所解释的，用于在输入/反馈有限设备上登记指纹的另一现有解决方案要求用户访问用户将执行登记过程所在的安全地点，例如银行。然而，这种解决方案包括特别与对用户的不便和可能的安全漏洞有关的各种缺点，如已经在本文所讨论的。
不是使用户去安全的地点，可选的解决方案被提出来将手指登记在包含指纹传感器的输入/反馈有限设备上。然而，这样的可选解决方案要求包含指纹传感器的设备连接到第二连接设备，例如智能电话或计算机终端，使得可以在登记期间经由第二连接设备的用户界面向用户给出指令和反馈。这种方法是远非理想的，因为它不仅需要用户准备好访问第二设备，而且还因为它要求设备制造商和指纹传感器制造商能够通过大量辅助设备进行通信。该方法还呈现显著的安全顾虑，因为用户将他们的指纹登记在主动连接到可能连接到其他网络的第二连接设备的设备上。
本文描述的实施例提供了可由用户在他们自己的家里执行的在具有有限到无用户界面或状态指示器的设备上登记指纹而不需要访问安全地点来执行登记并且不需要用户将他们的卡连接到另一个所连接的设备(例如智能电话)的系统、设备和方法。本文描述的系统、设备和方法的补充系统、设备和方法提高了所登记的指纹模板的质量和覆盖范围，因而增强了安全性并提高了对于有限设备的指纹匹配的准确性。
这种补充系统、设备和方法包括用于在手指的登记期间在指纹传感器上放置手指(其中手指的定义包括拇指)的导向器。导向器被成形为增加当使用与一般手指或拇指的指垫的面积相比具有小面积的指纹传感器进行登记时获得指纹的许多不同部分的图像的可能性，特别是从自指尖延伸到在指纹细节方面最丰富的指关节的指纹的纵向区段捕获图像，导致更完整的所登记的指纹模板(或指纹模板的集合)和因此更可靠的用户验证。在一些实施例中，导向器可移除地附接到操作性地接近传感器的设备的表面并且在登记完成后被移除。在对指纹传感器的常规操作(例如用户验证)期间，通常不使用导向器。
图38-40显示了可移除的手指导向器的示例。在各种实施例中，导向器3802包括与包含指纹传感器102的主机设备104的表面相符的底板3804。在图38-40中，所示出的主机设备104是扁平智能卡，因此底板3804是扁平的，然而例如，如果主机设备的表面是弯曲的(例如，汽车中的操纵杆)，则底板3804可适当地成形以与围绕指纹传感器102的设备104的表面滑动配合。手指导向器3802可以由任何合适的材料制成，诸如模制塑料。底板3804用由例如3M、Krylon、Franklin Adhesives and Polymers和Bostik的公司提供的可重新定位的粘合剂可移除地附着到表面，例如被保持在适当的位置上。在一些实施例中，手指导向器3802可以在主机设备104上方滑动，夹到主机设备104上，或折叠到主机设备104上而不是粘附到设备104的表面上。如果主机设备104是金属或包括金属部件，则手指导向器3802可以是磁性的并且因此吸附到设备104的表面。在一些实施例中，底板3804可以在主机设备104的边缘上方延伸。如图38所示，底板3804包括切口3810，以当手指导向器9802被放置成操作性地接近指纹传感器102时显露指纹传感器102的感测区106。
手指导向器3802还包括用于捕获用户的指垫的不同图像的一个或更多个通道。在图38中，手指导向器3802具有三个通道：通道A 3806A、通道B 3806B和通道C 3806C。在手指导向器3802(例如临时地)固定到主机设备104且操作性地接近指纹传感器102时，通道3806A-C中的每一个被配置为将放置在其上的手指相对于指纹传感器102定位在独特的定向上。在一些实施例中，通道3806A-C可以配置有弯曲壁并且具有对应于典型手指宽度的宽度。
在一些实施例中，底板3804具有凸起部段3808，其平行于感测区106的一侧，其上形成通道C 3806C，如图38所示。凸起部段3808用于使用户的手指倾斜以引导用户的指尖而不是指垫的中心触摸传感器。在一些实施例中，凸起部段3808可以是斜坡，其中斜坡的最低点位于指纹传感器102的一个边缘处。在一些实施例中，凸起部段3808可以符合人体工程学地成形以鼓励用户将他们的手指搁在其中。在一些实施例中，前挡块3812可以存在于传感器的与凸起部段3808相对的一侧上，以阻止用户的指尖从传感器滑落。
图39显示了手指导向器3802的实施例。如图39所示，通道3806A-C可以由在底板3804上的标志3902(例如箭头或线)指示。例如，可以用标记(例如线、曲线，箭头等)来标记底板3804，以指示手指应该插入每个通道3806A-C中多远，使得指垫接触指纹传感器的感测区并且不延伸得太远或落下太短。在一些实施例中，通道3806A-C可以符合人体工程学地被成形。在一些实施例中，通道3806A-C可以具有侧壁以将手指引导到每个通道3806A-C中。
图40是根据一些实施例的上面叠加有定向手指放置箭头的手指导向器的顶部透视图。在图40中，示出由通道A 3806A、B 3806B和C 3806C指示的三个通道。图40中的箭头A和B分别显示经由通道A 3806A和B3806B接近感测区106的手指的方向。图40中的箭头C显示经由凸起部段3808(即通道C 3806C)接近感测区106的手指的方向。
图41显示根据一些实施例的手指导向器4102的顶部透视图。如图41所示，手指导向器4102是T形的，同时包括与图38-40中描述的手指导向器3802相同的基本特征。例如，手指导向器4102包括底板3804、通道A3806A、B 3806B和C 3806C、前挡块3812、凸起部段3808和切口3810以暴露指纹传感器的感测区106。
手指导向器3802、4102的通道3806A-C可以具有人手指的宽度。在一些实施例中，可以使不同尺寸的手指导向器3802、4102可用于适合一系列手指，例如小、中或大，而不是一个尺寸以适合所有手指。切口3810需要适合指纹传感器的感测区106(一般为8×8mm、9×9mm或9.5×9.5mm的正方形)，然而可以考虑其他传感器尺寸或形状。
在一些实施例中，手指导向器3802、4102可以装饰有标记。例如，手指的图片或手指图像可以被刻在手指导向器3802、4102的表面上，使得用户清楚在哪里放置他们的手指。
本文描述了利用临时的、廉价的“离网”电源的登记方法。特定的示例包括图9E-9G所示的卡保持器/电源920。在一些实施例中，图38-41中描述的手指导向器3802、4102可以在使用本文所述的电源为设备提供电力的同时放置在传感器上方。
临时电源的可选实现可以包括例如如图42-45所示的集成手指导向器。在所示实施例中，电源/指纹导向器4200包括卡保持器框架4202，其限定卡导轨，包括智能卡104(在图44、图45中以虚线示出)可被插入其中的第一纵向狭缝4204、第二纵向狭缝4206和横向狭缝4208。如上所述，电池4220(仅在图44、图45中示出)可以被承载在安装到卡保持器框架4202的合适的电池保持器中，并且通过合适的导电元件连接到卡104的电力传输触点。在一些实施例中，电源可以是由干线(例如，经由USB连接器)供电的或太阳能供电的。在其他实施例中，如果智能卡104包含板载电源(例如太阳能电池)，则不需要外部电源。
手指导向器4201可以附接到卡保持器框架4202或与卡保持器框架4202一体形成。手指导向器4201可以包括形成手指导向器的底板4222(即，手指导向器的具有与卡的表面接触的表面的部分)的卡保持器框架4202的一部分、A通道翼4210、B通道翼4212、C通道翼(或凸起部段)4214、前挡块4218和切口4216，所插入的卡104的感测部分106通过该切口4216暴露。在这个背景下，“翼”可以包括布置在底板4222上并且延伸超过底板4222的面板。
在一些实施例中，具有集成手指导向器的电源是简单的矩形套筒。例如，图9A中所示的电源902的连接器壳体904可以延伸以覆盖卡的包括传感器的更多部分，并且手指导向器可以安装在壳体的顶部上，并且切口设置在壳体中以暴露传感器。
在一些实施例中，手指通道4210、4212和4214可以包括标记(例如字母“A”、“B”和“C”)以唯一地标识每个通道，如图43和图45所示。
以类似的方式，根据一些实施例，可以修改在图34A-34C中所示和上面所述的临时电源以包括集成手指导向器。例如，手指导向器(例如图38-41所示的由模制塑料的制成的手指导向器)可以被固定到覆盖物3402，其中手指导向器切口3810与覆盖物3402的切口2620对准。
在一些实施例中，手指导向器(例如图38-41中所示的手指导向器)也可以结合到具有暴露指纹传感器(例如图21A-21D、图26A-26C、图28和图34A-34F所示的那些指纹传感器)的一部分的切口的数据输出设备中。
在图46A-46B中示出集成的临时电源和手指导向器的可选实现。在所示实施例中，电源/指纹导向器4600包括限定卡导轨的卡保持器框架4602，包括智能卡104(在图46A中以虚线示出)可被插入其中的卡容纳狭缝4604和纵向狭缝4606。面板4608可以被固定到卡保持器框架4602或者是卡保持器框架4602的整体顶部部分。在一些实施例中，面板4608可以在卡保持框架4602上方延伸并且可以向用户显示指令。如上所述，电池4620(仅在图46A中示出)可以被承载在安装到卡保持器框架4602的合适的电池保持器中并且通过合适的导电元件连接到卡104的电力传输触点。在一些实施例中，电源可以是由干线(例如，经由USB连接器)供电的或太阳能供电的。在其他实施例中，如果智能卡包含板载电源(例如太阳能电池)，则不需要外部电源。
手指导向器4601可以附接到卡保持器框架4602或与卡保持器框架4602一体形成。手指导向器4601可包括A通道翼4610、B通道翼4612、具有倾斜的前边缘4622的C通道翼(或凸起部段)4614、具有弯曲轮廓以容纳放置在C通道4614上的手指的弯曲指尖的前挡块4618以及切口4616，所插入的卡104的感测部分106通过该切口4616被暴露。手指导向器4601和卡保持器框架4602可由任何合适的材料制成，例如模制塑料。
图47A-47F显示手指导向器4702，例如图38-41和图48A-48B所示的手指导向器，其根据一些实施例被结合到以集成电源的覆盖物4704的形式的数据输入设备中。如图47A-47F所示，手指导向器4702被结合到集成电源的覆盖物4704中，主机设备(例如智能卡104)布置在覆盖物4704下面。在一些实施例中，手指导向器4702可被结合到具有暴露指纹传感器(例如在图26A-26C、图28和图34A-34F中所示的指纹传感器)的一部分的切口的任何覆盖物或数据输入设备中。在一些实施例中，手指导向器4702可以被结合到没有数据输入配置同时具有暴露指纹传感器106的一部分的切口的覆盖物中。被结合在没有数据输入配置的覆盖物4732中的手指导向器4702的这些实施例在图47G-47H中进一步详细地被描述。
在关于图47A-47H描述的实施例中，智能卡104是包含指纹传感器102的设备。然而在可选的实施例中，手指导向器4702和覆盖物4704、4732的应用不限于智能卡，并且可以用于包含指纹传感器的任何设备。在一些实施例中，智能卡104包括具有感测区106的指纹传感器102、可能LED或其他状态指示器和为外部电源提供触点的接触垫108。
在一些实施例中，覆盖物4704、4732包括薄材料，例如当固定到主设备的表面时与该表面相符的薄膜。在一些实施例中，覆盖物4704、4732是临时且可移除地放置在卡104上方的背面有粘性的贴纸或薄膜。在一些实施例中，由例如3M、Krylon、Franklin Adhesivesand Polymers和Bostik的公司提供的可重新定位的粘合剂可以被涂敷到覆盖物4704、4732以临时放置在卡104的包括接触垫108的部分上。在其他实施例中，临时覆盖物4704、4732可以在设备上滑动，夹到设备上或折叠到设备上而不是粘附到设备表面上。在一些实施例中，如果设备是金属的，则覆盖物可以是磁性的并且吸附到设备表面。
图47A-47B显示了被结合到以集成了电源的覆盖物4704的形式的数据输入设备中的手指导向器4702的顶部透视图，主机设备(例如智能卡104)布置在覆盖物4704下面。在覆盖物4704中的切口4713和在手指导向器4702中的切口4715暴露感测区106的一部分，而感测区106的另一部分保持被覆盖。如上所述，感测区106的被覆盖部分被称为部分X，并且感测区106的被暴露部分被称为部分Y。在一些实施例中，覆盖物4704包括在覆盖物4704的顶表面上的数据输入键4706A-F。在这样的实施例中，覆盖物4704包括在覆盖物4704的底表面上的对应的连接迹线4708A-F。连接迹线4708A-F将每个数据输入键与感测区106的相关联的空间上不同的部分电耦合。在一些实施例中，相关联的空间上不同的部分中的每一个在由覆盖物4704覆盖的感测区106的部分X内。
覆盖物4704的一部分覆盖设备104的接触垫108。覆盖物4704包括电力连接迹线4722A(仅在图47D-47F中示出)、4722B(仅在图47D和图47F中示出)和当覆盖物4704被贴到卡104时接触该接触垫108的功率垫(例如功率端子)的卡触点(未在图47A-47F中示出)。在一些实施例中，卡触点包括触点电力输入端和接地连接件。在一些实施例中，覆盖物4704可以包括向卡104和传感器102供电的合适的功率元件4726(仅在图47D-F中示出)，例如小型电池LR44。在这样的实施例中，功率元件4726被牢固地附接到覆盖物4704并且与覆盖物4704的功率元件接触垫4730(在图47F中以虚线示出)进行电接触。例如，电池的一个端子可以接触功率元件接触垫4730。电力连接迹线4722B将接地连接件连接到功率元件接触垫4730，并且电力连接迹线4722A将接触电力输入端连接到导电触点4724(仅在图47D-47F中示出)。在一些实施例中，电力连接迹线4722A、4722B、卡触点(例如接触电力输入端和接地连接件)、功率元件接触垫4730和导电触点4724被以金属、金属化涂料、导电油墨、导电聚合物或任何导电涂层蚀刻或印刷在覆盖物4704的底侧上。在覆盖物4704的底表面上的电力连接迹线4722A、4722B的任何适当的布线布置在下面的要求的情况下是可能的：电力连接迹线4722A、4722B的布线必须避开感测区106的被暴露部分和对于数据输入键4706A-F的连接迹线4708A-F。
手指导向器4702可以附接到覆盖物4704或与覆盖物4704一体形成。在所示实施例中，手指导向器4702包括三个手指导向通道：A通道翼4712、C通道翼4714、具有倾斜的前边缘4718的B通道翼(或凸起部段)4716、具有弯曲轮廓以容纳放置在B通道4716上的手指的弯曲指尖的前挡块4720以及切口4715，所插入的卡104的感测部分106通过切口4715被暴露。手指导向器4702可以由任何合适的材料制成，例如模制塑料。
在各种实施例中，手指导向器4702还包括操纵杆4710，其被配置为使用户能够选择性地闭合在功率元件4726与电子设备的端子之间的电源电路，以实现在功率元件4726与电子设备之间的电力传输。操纵杆4710和电路闭合器将在图47C-47F中进一步详细地被描述。
图47C显示了具有操纵杆4710的放大视图的被结合到覆盖物4704中的手指导向器4702的顶视图。在一些实施例中，操纵杆4710是单个使用开关，用户可以向下推以便闭合电源电路，即，使指纹传感器通电。在这样的实施例中，手指导向器4704可以包括闩锁或锁销，该闩锁或锁销被配置成当被用户向下推时抓住操纵杆4710并且将操纵杆4710保持在向下推的位置上。在一些实施例中，操纵杆4710可以是通断摇臂开关或圆顶、柱塞或吸塑开关。
图47D-47F显示被结合到以集成电源的覆盖物4704的形式的数据输入设备中的手指导向器4702的各种底视图，主机设备104(例如智能卡)布置在覆盖物4704下方。如图47D-47F所示，功率元件4726附接在功率元件接触垫4730(仅在图47F中示出)上方的覆盖物4704的底表面上。在一些实施例中，功率元件4726附接到在手指导向器4702下方的覆盖物4704的底表面。在这样的实施例中，手指导向器4702提供对覆盖物4704的刚度效果和对功率元件4726的进一步支撑。
导电触点4724位于操纵杆4710(在图47D-F中未示出)下方。在一些实施例中，覆盖物4704的一部分被切除，使得覆盖物4704围绕导电触点4724。在一些实施例中，导电弹簧夹可以接触功率元件4726的一个端子。因此，当用户向下推操纵杆4710时，导电触点4724也被向下推并与从功率元件4726延伸的导电弹簧夹4728接触，从而闭合在功率元件4726与电力传输触点或电子设备(例如智能卡104)的端子之间的电源电路以实现在功率元件4726与电子设备之间的电力传输。一旦用户使用指纹传感器102完成了登记过程，被结合到覆盖物4704中的手指导向器4702的配置就使用户抓住延伸出智能卡104的手指导向器4702的一部分并从智能卡104剥离手指导向器4702和覆盖物4704变得方便。从智能卡104剥离手指导向器4702和覆盖物4704断开在功率元件4726和智能卡104之间的电力传输。
图47G-47H显示了被结合到包括电源的覆盖物4732中的手指导向器4702的实施例的各种顶视图。在图47G-47H所示的实施例中，覆盖物4732不包括数据输入设备。因此，覆盖物4732不包括如上面在图47A-47F中所述的数据输入键和对应的导电迹线。因此，覆盖物4732的尺寸可以被最小化以节省制造成本。
如上所述，覆盖物4732的一部分覆盖设备104的接触垫108。覆盖物4704包括电力连接迹线4722A、4722B以及当覆盖物4732被贴到卡104时接触接触垫108的功率垫(例如功率端子)的卡触点。在一些实施例中，卡触点包括接触电力输入端4734和接地连接件4736。在一些实施例中，覆盖物4732可以包括如上面在图47A-47F中所描述的为卡104和传感器102供电的合适的功率元件，例如小型电池LR44。在这样的实施例中，功率元件被牢固地附接到覆盖物4732的底表面并且与覆盖物4732的功率元件接触垫电接触。例如，电池的一个端子可以接触功率元件接触垫。电力连接迹线4722B将接地连接件连接到功率元件接触垫，并且电力连接迹线4722A将接触电力输入端连接到导电触点。在一些实施例中，电力连接迹线4722A、4722B、卡触点(例如接触电力输入端4734和接地连接件4736)、功率元件接触垫和导电触点被以金属、金属化涂料、导电油墨、导电聚合物或任何导电涂层蚀刻或印刷在覆盖物4732的底侧上。
手指导向器4702可附接到覆盖物4732或与覆盖物4732一体形成。如上面在图47A-47F所述的，手指导向器4702包括操纵杆4710，其被配置为使用户能够选择性地闭合在功率元件与电子设备(例如智能卡104)的端子之间的电源电路，以实现在功率元件和电子设备之间的电力传输。一旦用户使用指纹传感器102完成了登记过程，被结合到覆盖物4732中的手指导向器4702的配置就使用户抓住延伸出智能卡104的手指导向器4732的一部分并从智能卡104剥离手指导向器4702和覆盖物4732变得方便。从智能卡104剥离手指导向器4702和覆盖物4732断开在功率元件和智能卡104之间的电力传输。
图47I-47L示出包括手指导向器4702的覆盖物的实施例，手指导向器4702包括开关4738。在图47I-47L中示出的所示实施例中，包括开关4738的手指导向器4702结合到包括功率元件4726的覆盖物4748中，其中覆盖物4748不包括如上面在图47G-47H中所述的数据输入设备。在其它实施例中，包括开关4738的手指导向器4702可与以如上面在图47A-47F中所述的集成功率元件的覆盖物的形式的数据输入设备组合。
图47I-47J显示包括开关4738的手指导向器4702的实施例的各种顶视图，开关4738配置成使用户能够选择性地断开和闭合在功率元件4726(在图47J-47K中示出)和电子设备(例如智能卡104)的端子之间的电源电路，以启用和禁止在功率元件和电子设备之间的电力传输。如图47I所示，根据一些实施例，开关4738可配置成在方向“A”上可移动以闭合电源电路，从而发起在功率元件和电子设备之间的电力传输。开关4738也可配置成在方向“B”上可移动以断开电源电路，从而终止在功率元件和电子设备之间的电力传输。下面将在图47K-47L中更详细地描述在功率元件和电子设备之间的电力传输的发起和终止。
在一些实施例中，开关4738包括顶表面4744、两个侧壁4740A-B(在图47I-47J中所示的一个侧壁4740A和在图47K-47L中所示的另一个侧壁4740B)和后壁4746。在这样的实施例中，手指导向器4702包括两个狭缝切口4742A-B，开关4738的两个侧壁4740A-B分别位于这两个狭缝切口4742A-B中。因此，狭缝切口4742A-B允许用户在方向A和B上来回移动开关4738，如图47I所示。在一些实施例中，顶表面4744包括配置成帮助用户在方向A和B上来回滑动开关的凸起部段(例如手柄)4750。
图47K显示包括开关4738的手指导向器4702的实施例的底部透视图。为了解释的目的，图47K显示移除了侧壁4740A的开关4738。如上所述，功率元件4726附接在手指导向器4702之下的覆盖物4748的底表面上。如图47K所示，包括在远端处的圆形导电头部4752的导电弹簧夹4728从功率元件4726延伸。覆盖物4748包括位于头部4752之上的导电触点4724。开关4738还包括底座4746，其包括阶梯状表面。在一些实施例中，阶梯状表面包括两个台阶4754A-B，每个台阶包括弯曲和平滑的顶表面。在这样的实施例中，台阶4754A-B的每个表面配置成接纳圆形头部4752。如图47K所示，更靠近功率元件4726的台阶4754A比另一台阶4754更低。因此，当开关4738在方向B上被向后推时，较低的台阶4754A接纳头部4752。较低的台阶4754A配置成接纳头部4752，使得头部4752不接触导电触点4724，从而断开在功率元件4726和电子设备(例如智能卡104)的端子之间的电源电路以终止或禁止在功率元件和电子设备之间的电力传输。
图47L显示包括开关4738的手指导向器4702的实施例沿着图47I中的线L-L的侧横截面图。如图47L所示，根据一些实施例，开关4738在方向B上可滑动。在这样的实施例中，较低的台阶4754A朝着功率元件的方向移动，而较高的台阶4754B移动到较低的台阶4754A的先前位置上。因此，圆形导电头部4752被向上推到较高的台阶4754B的弯曲顶表面中并由该弯曲顶表面接纳，如在图47L中由虚线箭头所示的。较高的台阶4754A配置成接纳头部4752，使得头部4752接触导电触点4724，从而闭合在功率元件4726和电子设备(例如智能卡104)的端子之间的电源电路以发起或启用在功率元件4726和电子设备之间的电力传输。
在一些实施例中，用户可在方向B上移动开关4738以禁用在功率元件4726和电子设备(例如，智能卡104)之间的电力传输。在这样的实施例中，更靠近功率元件4726的台阶可以比底座4746的另一台阶更高。因此，在方向A上移动开关4738将启用在功率元件4726和电子设备之间的电力传输。
在一些实施例中，圆形导电头部4752可与导电弹簧夹4728分离并附接到导电触点4724。在这样的实施例中，导电弹簧夹4728的远端可通过开关4738的运动向上和向下被推动，如上所述，以发起和终止在功率元件4726和电子设备(例如智能卡104)之间的传输。
如图47I-47L所示，开关4738使用户能够选择性地发起和终止在功率元件4726和电子设备(例如智能卡104)的端子之间的电力传输。如上所述，开关4738的部件的最小数量允许在制造成本上的降低。
在图47A-47L中所示并具有操纵杆4710或开关4738的覆盖物4702的可选的实施例中，覆盖物缺乏手指导向器。
图48A和图48B是手指导向器4800的可选配置的右和左部分透视图。手指导向器4800包括第一通道4802(通道A)、第二通道4804(通道B)以及第三通道4806(通道C)。注意，通道A、B和C与在上述实施例中不同地被标记，因为特定的标记(如果有的话)不是关键的。手指导向器4800还包括用于指纹传感器的切口4850和从通道4804跨越切口4850定位的前挡块4808。
在一些实施例中，通道4802为放置在其上的手指提供大致平坦的通路(即平行于传感器表面)。在一些实施例中，通道4804可以升高到在切口4850处暴露的传感器表面的平面之上，并且具有平坦上部分和延伸到切口4850的陡峭斜坡4854(例如，大约45度)。在一些实施例中，通道4806具有向下延伸到切口4850的平缓坡度(例如，约10-15度)。
第一通道4802的平坦通路、通道4804的平缓斜坡以及通道4806的陡峭斜坡可以以任何顺序在传感器的任何一侧(即，切口4850)上，但是所示的布置对于定位在长中心轴之上并靠近智能卡的右手侧短边的指纹传感器是理想的，例如在图1所示的。例如，在典型的银行卡中，传感器可以放置在这个位置上，以便不干扰通常靠近智能卡的左手侧短边缘的安全元件模块或者印刷或隆起的符号和/或智能卡上的磁条，两者都平行于卡的长中心轴延伸但位于长中心轴下方。
当握住该卡时，因为通道4804最靠近卡的短边缘，如图49A所示，所以更自然的是在第二通道4804处提供指尖触摸。
在通道4806处，与通道4802相比，用户必须越过更多的卡材料。通道4806的平缓斜坡与因而产生的拇指位置互补，意味着与通道4802相比，手指表面的不同部分更可能被成像，如图49B所示。
在通道4802处，用户从最靠近传感器的长边抓住卡，如图49C所示。
在一些实施例中，图38-图48B的手指导向器以及(如果可适用的)卡保持器框架由可以安全地被处理掉的廉价材料(例如塑料、纸板、橡胶或泡沫)制成。材料可以是轻质的，使得手指导向器可以通过邮件或快递以低成本被发送给用户。在一些实施例中，手指导向器的底板、凸起部段和通道可以被模制在单个单元中，或者可以是分离的部分。
诸如图39-图48B所示的手指导向器要求用户将手指放置在感测表面上在平行于感测表面的平面中彼此分开一定角度的位置处以及在相对于感测表面升高的位置处。因此，这些导向器在登记期间提供手指位置的三维变化。这种三维变化的益处在图50、图51和图52中在概念上示出。
图50显示根据一些实施例的“新手”登记(即，没有关于如何登记的指导)。在没有指导的情况下，用户通常将他们的手指5006再次沿着手指纵轴5002在相同或相似的位置向上和向下放置。用户不相对于传感器旋转他们的手指，并且因此所捕获的图像5004彼此并非非常不同。另外，没有一个指尖被捕获。如果包含指纹传感器的设备是智能卡，则这对用户验证结果有特别不利的影响。由于智能卡薄且轻，因此它们最可能被保持在捏住的拇指和手指之间，其中拇指指尖在传感器上，因此将指尖登记在指纹模板中非常重要。
图51显示根据一些实施例的二维“角度”登记。在“角度”登记中，用户被鼓励相对于手指纵轴5002旋转他们的手指5006。例如，用户可以将他们的手指5006相对于手指纵轴5002旋转+/-45度以及0度。因此，指垫的侧面的更多部分可以被捕获作为用于指纹模板的图像5004，但是指纹的纵向部段的稍微更多部分被捕获，因为用户可能不打算旋转他们的手指5006很多。由于在图51中所示的登记是二维的，即“扁平的”，因此它不可能捕获指尖区的图像。
图52显示根据一些实施例的三维登记。在三维登记中，用户被鼓励相对于手指纵轴5002旋转他们的手指5006并使用具有斜坡的通道。例如，用户可以将其手指5006旋转+/-90度以及0度，并使用具有陡峭斜坡的通道和/或具有平缓坡度的通道。对于三维登记，用户必须物理地旋转包含传感器的设备以便将他们的手指5006插在通道中，从而增加了扩展指纹模板的覆盖范围的机会，因为他们的手指5006将几乎肯定放置在与之前不同的地方(例如，在图48A和图48B中的A和C通道之间的180度)。具有陡峭和平缓斜坡的通道意味着指纹模板覆盖范围扩展到包括指尖。因此，与其他登记技术相比，这种三维登记的结果是作为用于指纹模板的图像5004被捕获的指纹的纵向部段的较大部分。
在一些可选的手指导向器实施例中，两个或更多个不同的手指通道可以不像在本文所述的手指导向器中的那样相对于感测表面被定位在固定位置上，而是可以相对于感测表面移动以选择性地将通道之一放置成操作性地接近感测表面。
图53A是可选的手指导向器5302的顶视平面图，由此，根据一些实施例，两个或更多个切口5304A-C和相关联的手指导向通道5306A-B相对于感测表面106线性地可移动，以选择性地将切口5304A-C与感测表面106对准并且将相关联的手指导向通道5306A-B放置成操作性地接近感测表面。手指导向器5302被夹到、粘附或以其他方式临时附接到智能卡104。智能卡可以插入功率套筒5308或其它电源中，诸如例如图9A所示的电源902、图9D所示的电源910、图9F所示的电源920或者卡104可以耦合到的任何其他合适的电源。在一些实施例中，手指导向器5302和电源5308也可以连接在一起或以其他方式被制造为单个整体单元。
如图53A所示，手指导向器5302包括具有两个或更多个切口5304A-C的面板5310，该面板可滑动地或以其他方式可移动地附接到轨道5312或允许面板5310的线性平移的附接到卡的其他结构。在所示实施例中，面板包括三个切口A 5304A、B 5304B、C 5304C，其通过相对于轨道5312移动面板5310而选择性地与卡的指纹传感器的感测表面106对准，并且每个切口5304A-C具有不同的手指通道配置。例如，手指切口A 5304A具有扁平通路，通过该扁平通路放置在其上的手指通常平行于指纹传感器的感测表面106的表面。切口B 5304B包括平缓斜坡5306A，由此，手指放置在那里并且相对于感测表面106以例如10-15°的仰角被定向。在一些实施例中，可以相邻于在斜坡5306A的相对侧上的切口5304B设置前挡块(图53A中未示出)。切口C 5304C可具有陡峭斜坡306B，由此，手指相对于感测表面106以例如大约45如的仰角被定向。在一些实施例中，可以相邻于在斜坡5306B的相对侧上的切口5304C设置前挡块(图53A中未示出)。
面板5310相对于轨道5312可移动，轨道5312可附接到卡104，使得切口A、B或C5304A-C中的任一个可与感测表面106对准。在图53A所示的实施例中，通过与感测区106对准的切口C 5304C示出感测区106。在一些实施例中，可提供锁销或其他类似特征以相对于导轨5312可释放地固定面板5310，以抵抗但不阻止面板5310相对于轨道5312的平移，使得面板5310将保持选定的线性位置。在如图53B所示的实施例中，面板5310的下侧具有间隔开的销5314，而轨道5312的上侧具有软齿5316，使得面板5310可滑动，直到切口5304A-B与感测表面106对齐为止。面板5310在手指登记期间通过对准的切口保持在选定位置上。在一些实施例中，用户必须足够艰难地推动或拉动面板5310以克服与齿5316啮合的销5314的阻力，以将不同的切口与感测表面106对准。
在图示的实施例中，如图53A所示，面板5310相对于导轨5312和卡104在平行于卡104的长边的方向上可移动。在一些实施例中，面板5310可以相对于导轨5312和卡104在平行于卡104的短边的方向上可移动。
图54是可选的手指导向器5402的顶视平面图，由此，根据一些实施例，两个或更多个切口5402A-C和相关联的手指导向通道5306A-B相对于感测表面106可旋转地可移动，以选择性地将切口与感测表面106对准并将相关联的手指导向通道5306A-B放置成操作性地接近感测表面106。智能卡104可以被插入功率套筒5308或其他电源中，诸如例如图9A所示的电源902、图9D所示的电源910、图9F所示的电源920或者卡104可以耦合到的任何其他合适的电源。在一些实施例中，可旋转手指导向器5402和电源5308也可以连接在一起或以其他方式被制造为单个整体单元。
在图54所示的实施例中，可旋转手指导向器5402为具有三个切口A5306A、B5306B，C 5306C的转盘或旋转器的形式。旋转器可围绕其中心旋转，以选择性地将切口A5306A、B 5306B或C 5306C之一定位成与传感器对准。在图54所示的实施例中，切口C 5306C与感测表面106对准。
图55、图56和图57示出图54中所示的可旋转手指导向器5402的各种部件。图55示出可以可移除地附接到智能卡104或任何其他启用指纹传感器的设备的可旋转手指导向器5402的底座5500的实施例。例如，可以通过夹子、粘合剂或类似物可移除地附接底座5500。旋转器底座5500具有在其中心处的轴5502、底座切口5504和用于位置选择器的臂的主轴5506。底座5500固定到智能卡104上，底座切口5504与指纹传感器对准。
图56显示根据一些实施例的可旋转手指导向器5402的顶部部分5600。切口A、B和C5402A-C在顶部部分5600中形成。在一些实施例中，顶部部分5600可以包括多个位置选择器柱5602A-C。顶部部分5600还可以包括用于旋转顶部部分的中心旋钮5604。可选地，代替旋钮5604，用户可以通过它的外周边缘旋转顶部部分，即旋转器5600。
图57是根据一些实施例的可旋转手指导向器5402的位置选择器5702的侧视图。在一些实施例中，位置选择器5702包括从底座5500的主轴5506径向突出的柔性臂5704。
顶部部分5600安装在底座5500的轴5502上，使得顶部部分5600可以在用户转动旋钮5604或绕着它的边缘转动顶部部分时围绕轴5502旋转。位置选择器臂5704被定位成使得臂5704接触顶部部分5600的位置选择器柱5602A-C，从而将顶部部分5600保持在使切口A5402A、B 5402B、C 5402C之一与底座切口5504和传感器对准的位置上。为了旋转顶部部分5600并重新定位导向器5402，用户将扭矩施加到顶部部分5600以克服位置选择器臂的弹性并移动位置选择器柱5602A-C经过位置选择器臂5704并且旋转顶部部分5600以将下一个切口5402A-C与底座切口5504和传感器对准。
在图56所示的实施例中，顶部部分5600包括三个切口A 5402A、B5402B、C 5402C，其可以通过相对于底座5500旋转顶部部分5600(即，旋转器)而选择性地与卡的指纹传感器的感测表面106对准，并且每个切口具有不同的手指通道5306A-B的配置。例如，手指切口A5402A具有扁平通路，通过该扁平通路放置在其上的手指通常平行于指纹传感器感测表面的表面。在一些实施例中，切口B 5402B包括平缓斜坡5306A，由此，放置在其上的手指相对于感测表面106以例如10-15置的仰角被定向。在一些实施例中，可以相邻于在斜坡的相对侧上的切口设置前挡块。切口C5402C可具有陡峭斜坡5306B，由此，手指相对于感测表面106以例如大约45如的仰角被定向。在一些实施例中，可以相邻于在斜坡的相对侧上的切口设置前挡块。在图56所示的实施例中，在陡峭斜坡5306B的相对侧上设置前挡块5606。然而，在一些实施例中，也可以在平缓斜坡5306A的相对侧上设置前挡块。
在一些实施例中，可以在可旋转手指导向器5402中提供多于三个切口，每个切口具有手指导向通道的凸起部段(也被称为斜坡)的不同角度和/或具有不同的手指形通道壁。
图58是示出将生物特征模板(例如指纹模板)登记在具有向用户提供反馈的有限能力的设备(例如智能卡)上并使用电源(例如上面在图9F中描述的电源)和单独的手指导向器(例如上面在图38-41中描述的手指导向器)或者可选地使用具有集成手指导向器的电源(例如具有上面在图42-图47L中描述的集成手指导向器的电源)的简单、成本有效的方法5800的实施例的流程图。
在步骤5802中，制造启用指纹的智能卡。在一些实施例中，卡提供商可以将智能卡的状态设置为不活动的以在预期用户可以登记指纹模板并联系卡提供商以激活卡之前防止未经授权的使用。
在步骤5804中，卡提供商向用户提供智能卡和低成本、简单的电源，例如通过邮件或快递发送或由银行或零售店分发。电源可以是电池供电的、由干线供电的(例如，通过USB连接器)或太阳能供电的。手指导向器可以与电源分离，或者集成在电源中。在另一实施例中，如果智能卡包含板载电源(例如太阳能电池)，则不需要外部电源。
在步骤5806中，用户将手指导向器定位在指纹传感器的感测区周围。在一些实施例中，智能卡可以在手指导向器已经定位在传感器周围的情况下发送给用户。然后，用户通过例如将卡插入电源壳体中来将智能卡连接到电源，该电源壳体具有用于将智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源而不将智能卡的任何数据传输触点连接到被配置为向卡发送数据或从卡接收数据的设备的触点。因此，在这样的实施例中，将智能卡连接到电源除了为智能卡的电子部件(例如LED、逻辑元件、传感器元件等)提供电力以外什么也不做，并且电源不能向/从智能卡传输数据。在其他实施例中，手指导向器可以与包括用于向智能卡传输数据或从智能卡传输数据的装置的电源结合来使用。如果手指导向器和电源是单个集成设备，则相对于指纹传感器定位手指导向器并将智能卡连接到电源包括插入智能卡或以其他方式将智能卡操作地耦合到集成设备的一个单一步骤。
在一些实施例中，智能卡和电源可以在智能卡已经插入电源中的情况下发送给用户。在这样的实施例中，电池连接突片被插在电源和智能卡之间以保持电源连接断开。用户可以拉出电池连接突片以将电源连接至智能卡。
在步骤5808中，检测到导致指纹传感器被置于登记模式中的一个或更多个触发事件。示例触发事件可基于定时器或计数器的未到期。例如，在一些实施例中，可检测到定时器或计数器还未到期的触发事件。在这样的实施例中，用户可在指纹传感器被置于登记模式中之后的某个时间内登记生物特征模板。在其它实施例中，可检测到智能卡的年龄在例如由定时器或计数器跟踪的某个年龄限制之下的触发事件。在一些实施例中，每当生物特征模板被成功地登记或每当智能卡被使用时，计数器可递增。在这样的实施例中，可检测到计数器还没有超过预定阈值(例如，生物特征模板登记或卡使用的预定数量)的触发事件。
另一示例触发事件可包括错误状态的出现。在一些实施例中，软件或硬件部件错误可在登记期间出现。响应于这样的软件或硬件部件错误而发起的错误恢复过程可以是触发事件。在这样的实施例中，软件或硬件部件错误将必须是可恢复的错误(例如较小的错误、短暂事件或小故障)。因此，阻止登记过程的完成的可恢复的错误的检测将使传感器进入登记模式。在这样的实施方式中，在登记期间出现的不可恢复的错误(例如在卡上的部件出故障)将不发起或构成触发事件。
其他示例触发事件包括检测到上次将卡插入读卡器时设置的标记(例如，当卡插入读卡器时设置的标记，读卡器向卡或从卡传输数据并且在下次卡连接到电源时指示卡进入登记模式)、检测到在卡上的所登记的指纹模板的缺乏或者检测到电力已被提供给卡、或者PIN码的输入(例如，通过如上所述的耦合到电源的数据输入模板)。又一个触发事件可以是检测到卡已经插入到具有与卡上的仅电力触点而没有与数据传输触点的连接的电源中。其他事件或事件组合可以是触发事件。触发事件可以由指纹传感器或由卡上的另一个部件(例如安全元件模块)检测，或者可以作为指纹传感器和卡上的另一个部件交互作用(例如握手)的结果而被检测到。如果除了指纹传感器以外的部件检测到触发事件，则该部件可以向指纹传感器发信号通知进入登记模式。
在一些实施例中，登记模式可以被触发，但是用户可以不完成登记。也就是说，指纹传感器可以在登记模式中，但是用户没有向指纹传感器提供任何或足够的输入以收集对于指纹模板的足够的可接受的图像。在这样的实施例中，指纹传感器可以进入也被称为“等待手指模式”的省电睡眠模式，以避免耗尽电源。例如，一旦指纹传感器进入登记模式并且在预定时间段内没有从用户接收到任何输入，指纹传感器就进入省电睡眠模式，并等待用户触摸以唤醒并重新开始登记过程。在一些实施例中，在指纹传感器进入省电睡眠模式之前捕获的任何可接受的图像被保存，使得登记过程在用户停止的地方继续。在一些实施例中，当指纹传感器进入省电睡眠模式时，智能卡部件(例如安全元件模块)可进入睡眠模式。类似地，当指纹传感器从省电睡眠模式唤醒并且重新开始登记过程时，智能卡部件可以唤醒。
卡保持在登记模式中直到从电源断开为止或直到登记完成为止。如果在登记完成之前将卡从电源断开，则该过程可以返回到步骤5808，由此适当的触发事件将导致传感器被置回到登记模式中，或者可选地用户可能需要采取某个动作(例如联系卡提供商或获得新卡)以使卡置于登记模式中。
卡从电源接收电力，并且在智能卡上的状态指示器(例如LED)向用户指示电源的一个或更多个电力传输触点连接到电源(即，卡被供电)，指纹传感器在登记模式中，以及智能卡做好准备开始登记。
在步骤5810中，用户现在可以在手指导向器的协助下开始登记指纹。步骤5810在图59中进一步详细描述。通过存储从通过将手指放置在指纹传感器上而生成的一个或更多个指纹图像得到的指纹模板来登记指纹。在整个登记过程中，智能卡必须保持连接到电源。如果智能卡在登记过程期间从电源断开，则在指纹传感器中的登记模式将自动去激活。在一些实施例中，将智能卡重新连接到电源将过程移动回到步骤5808，由此，适当的触发事件将导致传感器被置回到登记模式中。当足够的指纹模板被获取并存储在指纹传感器中(例如，如在先前并入的美国专利号9,684,813中描述的)时，登记过程完成。一旦登记过程完成，在指纹传感器中的登记模式就永久或可选地被禁用，直到新的触发事件出现为止。在一些实施例中，状态指示器例如通过LED发亮几秒钟来向用户提供何时图像是可接受的指示，并且可以例如通过LED闪烁几次来指示何时图像是不可接受的。状态指示器可以例如通过LED发亮较长的时间段(例如10秒或更多秒)来向用户指示何时对指纹模板收集了足够的可接受的图像并确认登记步骤成功地完成。在一些实施例中，多于一个LED可以闪烁不同的颜色以传递上面所述的各种指示。在一些实施例中，柔性显示器(例如OLED面板)可用于在登记过程期间提供文本反馈。
在步骤5812中，用户从电源移除智能卡，从而将智能卡的一个或更多个电力传输触点从电源断开。在一些实施例中，可以处理掉电源。用户现在也可以移除手指导向器(如果它未集成在电源中)并且可以处理掉它。
如果卡提供商在步骤5802处将卡的状态设置为不活动的，则用户必须在尝试使用卡之前激活该卡。在步骤5814中，用户联系卡提供商(例如通过电话、应用、互联网等)以激活智能卡。用户必须向卡供应商提供可接受的用户验证细节，以便激活智能卡。如果用户被验证，则卡提供商在他们的系统中将卡状态设置为活动的。用户现在能够以正常方式使用该卡来支付物品，但是现在需要指纹验证，以便使用该智能卡。如果用户未被验证，则该卡保持不活动的并且不能被使用。
如上所讨论的，在图58的步骤5810中，用户在手指导向器的帮助下将他们的手指登记在主机设备上。图59将图58的步骤5810分解为方法5900以提供关于手指导向器如何帮助登记过程的更多细节。
如上所述，在步骤5808中，触发事件将指纹传感器置于登记模式中。根据一些实施例，一旦指纹传感器被置于登记模式中，该过程就可以以步骤5810A开始方法5900。在步骤5810A中，用户将他们的手指放置在手指导向器的通道A中并且触摸指纹传感器的感测区。传感器捕获手指的图像并且经由状态指示器可选地用信号通知用户所捕获的图像是否是可接受的。用户通过通道A用同一手指反复抬起并触摸传感器，直到总共w个可接受的图像(触摸)被捕获为止，其中w可以范围在1至5之间，例如2。在一些实施例中，用户可以在总共w个可接受的图像(触摸)被捕获之前用同一手指抬起并触摸传感器任何次数，并且在返回到步骤5810A之前移动到步骤5810B或步骤5810C以完成总共w个可接受的图像。
在步骤5810B中，用户将同一手指放置在手指导向器的通道B中并且触摸指纹传感器的感测区。传感器捕获手指的图像并且经由状态指示器可选地用信号通知用户所捕获的图像是否是可接受的。用户通过通道B用同一手指反复抬起并触摸传感器，直到总共x个可接受的图像被捕获为止，其中x可以范围在1至5之间，例如2。在一些实施例中，用户可以在总共x个可接受的图像(触摸)被捕获之前用同一手指抬起并触摸传感器任何次数，并且在返回到步骤5810B之前移动到步骤5810A或步骤5810C以完成总共x个可接受的图像。
在步骤5810C中，用户将同一手指放置在通道C中并且触摸指纹传感器的感测区。传感器捕获手指的图像并且经由状态指示器可选地用信号通知用户所捕获的图像是否是可接受的。用户通过通道C用同一手指反复抬起并触摸传感器，直到总共y个可接受的图像被捕获为止，其中y可以范围在1至5之间，例如2。在一些实施例中，用户可以在总共y个可接受的图像(触摸)被捕获之前用同一手指抬起并触摸传感器任何次数，并且在返回到步骤5810C之前移动到步骤5810A或步骤5810B以完成总共y个可接受的图像。
在步骤5810D中，登记完成并且过程继续到之前描述的步骤5812。
步骤5810A-C可以以任何顺序执行。例如，方法5900可以以步骤5810A-C中的任何一个开始。
在一些实施例中，需要为足够的指纹模板捕获的可接受的图像(触摸)的总数可以是x+y+z的总和。在这样的实施例中，用户可以将同一手指放置在手指导向器的一个通道(例如通道A、B或C)中，并且经由同一通道用同一手指反复抬起并触摸传感器，直到总共数量(例如x+y+z)的可接受的图像被捕获为止。例如，如果方法5900以步骤5810B开始，则用户可以经由通道B用同一手指反复抬起并触摸传感器，直到总共数量的可接受的图像被捕获为止。一旦在步骤5810B中达到可接受的图像的总数，登记就完成并且过程继续到步骤5812。
在一些实施例中，手指导向器可以包括一个或更多个状态指示器(例如LED)以及耦合到一个或更多个状态指示器并且被配置为在方法5900中描述的登记过程期间帮助用户的控制处理器。一个或更多个状态指示器可以向用户提供关于将同一手指放入手指导向器的哪个通道的指示。参考手指导向器(例如上面在图38-41中描述的手指导向器)，或者可选地具有集成手指导向器的电源(例如上面在图42-图47L中描述的具有集成手指导向器的电源)，手指导向器的通道中的每一个可以包括一个或更多个状态指示器。因此，控制处理器可以被配置为通过每个通道上的一个或更多个状态指示器向用户指示用户应该将同一手指放入哪个通道。例如，在C通道翼上的一个或更多个状态指示器可以向用户指示将同一手指放置在C通道中。作为另一示例，在用户将同一手指放置在C通道中之后，在B通道翼上的一个或更多个状态指示器可以向用户指示随后将同一手指放置在B通道中。以这种方式，控制处理器可以通过指示手指导向器的哪些通道要放置同一手指来引导用户完成登记过程。
在一些实施例中，可以在对应于每个通道的感测区的每侧的边缘周围实现电容带。例如，电容带可以放置在对应于通道A的感测区的边缘周围。类似地，电容带可以放置在对应于通道B和通道C的感测区的其余两个边缘周围。在这样的实施例中，指纹传感器可以被配置为识别用户在手指接触或者极为接近相应的电容带时已经将手指放置在某个通道中。例如，指纹传感器可以识别出，当手指接触或极为接近放置在与通道C对应的感测区的边缘周围的电容带时用户已经将手指放置在C通道中。
在可选的实施例中，这种电容带可以在与每个通道相对应的手指导向器的切口的每一侧中实现。例如，电容带可位于对应于通道A的切口的一侧的底表面上。类似地，电容带可位于对应于通道B和通道C的切口的其余两侧的底表面上。在这样的实施例中，当手指导向器放置在指纹传感器上方时，每个电容带可以与感测区的对应边缘略微重叠，使得切口暴露感测区。相应地，指纹传感器可以被配置为识别出用户在手指接触或者极为接近相应的电容带时将手指放置在某个通道中。例如，指纹传感器可以识别出，当手指接触或极为接近位于对应于通道C的切口的一侧的底表面上的电容带时，用户已经将手指放置在C通道中。
在一些实施例中，手指导向器可以仅具有单个通道。相应地，图59的方法5900可以仅包括步骤5810A。在这样的实施例中，该过程在步骤5810A之后继续到步骤5812。
在一些实施例中，手指导向器可以仅具有两个通道。相应地，图59的方法5900可以仅包括两个步骤，例如步骤5810A和步骤5810B。在这样的实施例中，该过程在步骤5810B之后继续到步骤5812。
在一些实施例中，手指导向器可在步骤5810C之后被移除，并且用户然后可在没有导向器的情况下利用同一手指触摸指纹传感器的感测区。在这样的实施例中，方法5900可以包括附加步骤，其中传感器捕获手指的图像，并且经由状态指示器可选地用信号向用户通知所捕获的图像是否是可接受的。用户用同一手指反复抬起并触摸传感器，直到总共z个可接受的图像被捕获为止，其中z可以范围在1至5之间，例如2。处理器然后继续到步骤4812。
如果手指导向器具有多于三个通道，则在图59的方法5900中描述的过程容易扩展。
指纹传感器的性能对较差登记的敏感度在某种程度上受到在与特定传感器硬件结合运行的生物识别匹配算法被设计来操作的方式的支配。例如，一些生物识别算法通过细节匹配来执行匹配，而另一些采用脊流分析。可以用不同的方式(例如拼接或图像过滤和分类)来创建指纹模板。一些生物识别算法对于手指相对于传感器的定向的旋转是不可知的，而另一些则不是。如果指纹传感器设备制造商理解指纹模板如何生成以及它的匹配算法如何操作则是有益的。当特定的传感器设计运行特定的生物识别算法时，与终端用户如何在每天使用中握住和操作该设备的知识一起被获取的该信息允许指垫的部分(包括周边部分)的识别，所述部分应被登记以便在所有使用情况下看到可靠的用户验证。
对于一些指纹传感器和生物识别算法组合，最大化细节丰富的纵向分段的覆盖范围的一种方式是使用具有三个通道的手指导向器，其中通道A从通道C偏移-m度并且通道B从通道C偏移+n度，假定通道C的中心与指纹传感器的感测区的中心对准，该度数在与指纹传感器的感测区的平面相同的平面内被测量。“m”和“n”在0-180度的范围内，并且在一些实施例中，m和n是90度，尽管m和n不必是相等的。
另外，当在横截面中观察时，通道C从指纹传感器的感测区的平面(并且因此通道A和B的平面)升高+p度的仰角，假定通道C的中心与指纹传感器的感应区的中心对准，该度数在指纹传感器的感应区的平面的横截面中被测量。仰角“p”在0-90度的范围内，并且在各种实施例中，p在15和45度之间。
成角度的通道的各种实施例在图60A-60D中示出。在图60A所示的实施例中，通道A从通道C偏移-90度，且通道B从通道C偏移+90度，而通道C的中心与指纹传感器的感测区106的中心对准。如图60A所示，通道C从感测区106的平面升高+40度的仰角。在图60B所示的实施例中，通道A从通道C偏移-45度，且通道B从通道C偏移+45度，而通道C的中心与指纹传感器的感测区106的中心对准。如图60B所示，通道C从感测区106的平面升高+20度的仰角。在图60C所示的实施例中，通道A从通道C偏移-135度，且通道B从通道C偏移+135度，而通道C的中心与指纹传感器的感测区106的中心对准。如图60C所示，通道C从感测区106的平面升高+20度的仰角。在一些实施例中，生物识别算法对于旋转是不可知的。在这样的实施例中，图60B和图60C将产生相似的图像。图60D示出具有八个通道的手指导向器配置的示例，其中七个通道位于与指纹感测区106相同的平面中，且其中之一(即通道C)经由凸起部段成角度以将手指倾斜到感测区上。在上面在图48A和图48B中描述的可选实施例中，通过使用底板上的多于一个凸起部段来使多于一个通道成角度，以使手指在感测区上在不同的定向上倾斜。
图61A-61C显示在凸起部段的横截面中的示例性剖面，并且示出当通过击中最接近感测区106的凸起部段的最高边缘来使手指倾斜时通道C的角度p如何实现。如图61A-61C所示，凸起部段的各种规则和不规则的形状是可能的，并且这些图仅示出几个示例。在一些实施例中，凸起部段可以与指纹传感器的边缘对准，或者可以从传感器的边缘后退。在图61A中，凸起部段6102A从感测区106的边缘后退。在图61B中，凸起部段6102B的边缘形成通道壁的弯曲形状。在图61C中，凸起部段设置在感测区106的边缘处。
图62A、图62B、图62C根据一些实施例示意性地表示手指使用图48A和图48B的手指纹导向器与指纹传感器的接触。图62A显示手指与感测区106的接触的顶视平面图，其中手指位置由箭头A、B和C表示。如图62A所示，手指位置A和B分开n度(例如90度)，并且手指位置B和C分开m度(例如90度)。图62B显示当定位在通道B上时手指接触感测区106的侧视图，由此，手指以p度(例如大约45度)的仰角被定向。图62C显示手指在定位于通道C上时接触感测区的侧视图，由此，手指以q度(例如大约10-15度)的仰角被定向。
图63是显示基于使传感器进入重新登记模式中的触发事件来重新登记生物特征传感器(例如指纹传感器)的过程6300的流程图。在上面描述并在图23B中示出用于初始登记生物特征(例如指纹)的过程，由此，触发事件使传感器(例如指纹传感器)进入登记模式。重新登记可能是必要的，其中初始登记是不成功的或仅部分成功的，导致生物特征模板不能提供可靠的验证。在一些实施例中，由于安全原因，卡提供商可以完全禁止重新登记。
在过程6300的步骤6302中，用户将启用生物特征传感器的设备(例如启用指纹传感器的智能卡)连接到电源，生物特征模板对于该设备已经被登记或登记已经被尝试，该电源包括上面所述的任何电源(有或没有手指导向器)。在步骤6304中，触发事件导致传感器被置于重新登记模式中。对于在步骤6304处的重新登记的示例性触发事件可以包括将卡插入到电源中、检测将卡连接到电源的特定实例(例如，智能卡到电源的第二次、第三次等连接)、已经被登记的现有生物特征模板的检测、被插入到某个电源(即，已知对)中的某个卡的检测、通过使手指与现有生物特征模板相匹配来验证用户、激活码(即，PIN码)的输入(例如经由如上所述耦合到电源的数据输入模板)、来自安全元件模块或卡的其他部件的信号、低于某个阈值的使用次数的计数器(即，用户不被允许重新登记，如果卡不是新的或是相对新的)、卡的年龄低于某个阈值(例如，在卡上的存储器存储当该卡第一次在PoS中被使用时的时间戳以及当该卡最后一次被使用时的时间戳，以及如果在时间戳之间的差异小于某个阈值，则重新登记被触发)、尚未达到的可允许的重新登记的最大数量、用户与传感器的交互作用、在生物特征传感器上放置或移除覆盖物、放置或移除以在生物特征传感器上的覆盖物或套筒的形式的数据输入设备、输入机构的激活或上述项的任何组合。如果卡被放置在安全终端(例如ATM、PoS或银行终端)中，卡供应商可以触发重新登记，而不使用电源。然后可以通过指纹和/或激活码(PIN)或其他ID形式来验证用户ID作为用于重新登记的触发。
在步骤6306中，用户例如根据上述登记过程中的任一个来登记指纹。
在步骤6308中，如果重新登记是成功的，则用新的所登记的生物特征模板在主机设备的存储器中代替现有的所存储的生物特征模板。如果重新登记是不成功的，则不存储新的生物特征模板，并且存储在主机设备的存储器中的现有生物特征模板被保留。可选地，在步骤6308中，如果重新登记是成功的，则基于在重新登记过程期间获取的生物特征图像来修改现有生物特征模板。例如，现有的生物特征模板可以用额外的图像被增强或加强，而不是完全代替它。作为用于增强或加强现有生物特征模板的过程的一部分，可以设定下面的要求：如果新的图像与现有的生物模板图像相似则新图像只能被登记到现有的生物特征模板(也被称为“动态”登记的有限形式)。
在步骤6310中，用户可以在指纹的登记之后从电源移除智能卡。
在一些实例中，为多于两个手指中的每一个登记生物特征模板可能是必要的或合乎需要的。图64显示了说明用于在启用生物特征传感器的主机设备中登记生物特征模板(例如在启用指纹传感器的智能卡中登记指纹模板)的过程6400的流程图，由此，在登记过程之后，做出关于是否应该针对不同的手指执行重复登记过程的确定。在步骤6402中，制造启用指纹的智能卡，并且可选地，制造商将智能卡的状态设置为不活动的。在步骤6404中，将如上所述的智能卡和电源(例如临时和可移除的电源(有或没有手指导向器))发送给用户。在步骤6406中，用户将智能卡连接到电源。在步骤6408中，触发事件将指纹传感器置于对于第一手指的登记模式中。示例性触发事件可以包括例如结合图23B中所示的过程的事件，诸如上面描述的那些事件。在步骤6410中，用户登记指纹，并且如果登记是成功的，则在主机设备的存储器中为该手指创建指纹模板。在步骤6412中，触发事件出现以确定是否应将指纹传感器置于另一手指的重复登记模式中。在步骤6412处的对于重复登记的触发事件可以是：来自安全元件或智能卡的其他部件的信号、检测到在最后一个指纹模板成功地被登记之后该卡保持在电源中多于预定的秒数、检测到已登记的现有指纹模板的数量尚未达到最大值、来自用户的数据输入(例如，用户可以长时间按住被保持在传感器上的所登记的手指或双击传感器、激活码输入)、放置或移除传感器上的覆盖物、放置或移除在传感器上的以覆盖物或套筒的形式的数据输入设备、激活输入机构或上述项的任何组合。如果在步骤6412处确定传感器应该被置于重复登记模式中，则传感器返回到步骤6410。如果触发事件没有出现，使得传感器没有被置于重复登记模式中，则在步骤6414处，在所需的手指的登记之后，用户从电源移除智能卡。在可选的步骤6416中，用户联系智能卡提供商以激活智能卡。
本文描述的实施例的新颖特征是在有限设备(例如智能卡)上在位置感测模式中使用指纹传感器。已经为智能电话、计算机和平板计算机预留指纹传感器在位置感测模式中的常规使用。
本文描述的实施例的另一新颖特征是数据输入设备(例如以临时放置在安装在有限设备上的指纹传感器的感测区上方的覆盖物和框架的形式的数据输入设备)的不同配置，以便将用户引导到用于设备的控制和数据输入的空间上不同的控制区。一旦数据输入设备被移除，指纹传感器就作为用于设备的经授权使用的验证方法来操作。
本文描述的实施例的另一新颖特征是使用数据输入设备(例如以临时放置在指纹传感器的感测区上方的覆盖物和框架的形式的数据输入设备)的不同配置来将指纹模板登记在有限设备上的简单、成本有效的方法。
由本文描述的实施例实现的重要优点之一在于用户的指纹数据从不离开智能卡。电源(也被称为非数据传输电源)仅提供电力来操作智能卡，并且不通过向或从智能卡传输数据而参与登记过程。由本文描述的实施例提供的另一个重要优点在于指纹传感器除了用户验证之外还可以提供用于有限设备的数据输入和控制的机制。
本文描述的实施例为用户提供了登记指纹同时增强安全性的方便的方法，因为登记过程可以在他们的家中并且完全“离网地”完成。另一个好处是该过程对于在具有有限反馈/输入能力的设备上登记指纹模板的设备的适用性。
示例性实施例
由下面的编号的实施例概述本公开的各方面。
实施例1.一种指纹传感器和数据输入系统，包括：
传感器元件的二维阵列，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而生成信号；以及
处理器，其被配置为处理由传感器元件生成的信号并且被选择性地放置在指纹感测模式和数据输入模式中，其中
在数据输入模式中，处理器被配置为确定响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而生成信号的每个传感器元件位于阵列的两个或更多个空间上不同的区域的哪个中，以基于手指表面接触哪个空间上不同的区域而实现数据输入，以及
在指纹感测模式中，处理器被配置为检测由在手指表面的可检测接近度中的传感器元件生成的信号中的指示手指表面的指纹的特征的变化并且形成手指表面的指纹的图像。
实施例2.根据实施例1的指纹传感器和数据输入系统，其中在指纹感测模式中，处理器还被配置为检测由在手指表面的可检测接近度中的传感器元件生成的信号中的指示在阵列的两个或更多个空间上不同的区域的每一个中的手指表面的指纹的特征的变化。
实施例3.根据实施例1的指纹传感器和数据输入系统，其中处理器还被配置为检测手指表面与传感器元件的二维阵列的不同交互作用，其中手指表面与传感器元件的二维阵列的不同交互作用包括双击、保持和在沿着阵列的方向上的拖动运动。
实施例4.根据实施例3的指纹传感器和数据输入系统，其中处理器还被配置为基于手指表面与传感器元件的二维阵列的检测到的不同交互作用来在数据输入模式和指纹感测模式之间切换。
实施例5.根据实施例1到4中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中阵列的两个或更多个空间上不同的区域永久地被指示在传感器元件的二维阵列的表面上。
实施例6.根据实施例1到5中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中在数据输入模式中，处理器还被配置为：
计算在传感器元件的每一个处的平均信号测量值，
基于平均信号测量值来确定阈值信号测量值，以及
当由传感器元件生成的信号超过阈值信号测量值时，确定传感器元件由手指表面接触。
实施例7.根据实施例6的指纹传感器和数据输入系统，其中在数据输入模式中，处理器还被配置为：
确定由手指表面接触的一个或更多个传感器元件被限制在阵列的一个空间上不同的区域内，以及
确定阵列的一个空间上不同的区域由手指表面接触。
实施例8.根据实施例1到7中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中在数据输入模式中，传感器元件被选择性地启用以响应于被放置在选择性地启用的传感器元件的可检测接近度中的手指表面而生成信号。
实施例9.根据实施例8的指纹传感器和数据输入系统，其中在数据输入模式中，选择性地启用被限制在阵列的两个或更多个空间上不同的区域中的传感器元件中。
实施例10.一种指纹传感器和数据输入系统，包括：
传感器元件的二维阵列，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而生成信号；
数据输入设备，其操作地放置在阵列上并限定阵列的两个或更多个空间上不同的区域；以及
处理器，其被配置成当数据输入设备操作地放置在阵列上时检测并区分与阵列的两个或更多个空间上不同的区域中的每一个的接触，并且当数据输入设备未操作地放置在阵列上时，检测由在手指表面的可检测接近度中的传感器元件生成的信号中的指示手指表面的指纹的特征的变化，并且形成手指表面的指纹的图像。
实施例11.根据实施例10的指纹传感器和数据输入系统，其中处理器还被配置成当数据输入设备操作地放置在阵列上时形成手指表面的指纹的图像。
实施例12.根据实施例10的指纹传感器和数据输入系统，其中数据输入设备包括两个或更多个窗口，该两个或更多个窗口限定阵列的两个或更多个空间上不同的区域。
实施例13.根据实施例10到12中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中选择性地启用被限制在阵列的两个或更多个空间上不同的区域中的传感器元件以响应于放置在选择性地启用的传感器元件的可检测接近度中的手指表面而生成信号。
实施例14.根据实施例10到13中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中：
数据输入设备包括接触阵列的表面的导电部件，以及
处理器还被配置为检测当被放置在传感器元件的二维阵列的可检测接近度中时的导电部件。
实施例15.根据实施例14的指纹传感器和数据输入系统，其中处理器还被配置为基于导电部件的检测来确定数据输入设备是否操作地放置在阵列上。
实施例16.根据实施例15的指纹传感器和数据输入系统，其中处理器还被配置为：
当数据输入设备操作地放置在阵列上时，将检测到的导电部件的位置与检测到的导电部件的预期位置进行比较，以及
基于比较来确定数据输入设备是否与阵列未对准。
实施例17.根据实施例16的指纹传感器和数据输入系统，其中处理器还被配置为在确定手指表面是否接近空间上不同的区域时校准数据输入设备的未对准。
实施例18.根据实施例14到17中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中：
导电部件以预定图案布置在数据输入设备上，预定图案是与数据输入设备相关联的唯一图案，以及
处理器还被配置为检测预定图案并将预定图案识别为与数据输入设备相关联。
实施例19.根据实施例14到18中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中导电部件作为图案、条形码、线、点或十字布置在数据输入设备上。
实施例20.根据实施例14到19中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中导电部件包括金属、金属化涂料或导电油墨。
实施例21.根据实施例10到20中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中数据输入设备包括背面有粘性的贴纸或薄膜。
实施例22.根据实施例21的指纹传感器和数据输入系统，其中数据输入设备可移除地固定到阵列。
实施例23.根据实施例10到20中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中数据输入设备包括套筒，套筒被配置成在指纹传感器上滑动以操作地放置在阵列上。
实施例24.根据实施例23的指纹传感器和数据输入系统，其中套筒被配置为在指纹传感器上翻转或滑动以操作地放置在阵列上，限定阵列的不同的两个或更多个空间上不同的区域。
实施例25.根据实施例23或24的指纹传感器和数据输入系统，其中套筒包括电源和触点，触点被配置为当套筒在指纹传感器上滑动时向指纹传感器传输电力。
实施例26.根据实施例10到25中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中阵列的两个或更多个空间上不同的区域不构成传感器元件的整个二维阵列。
实施例27.根据实施例10到26中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中数据输入设备包括上片和下片，上片包括限定阵列的两个或更多个空间上不同的区域的孔，并且下片包括薄连续材料，手指表面通过薄连续材料被检测。
实施例28.根据实施例27的指纹传感器和数据输入系统，其中薄连续材料是聚合物并且具有大约小于100微米的厚度。
实施例29.根据实施例27或28的指纹传感器和数据输入系统，其中当下片与上片组合时，下片具有定位成通过上片的孔显示的对用户的印刷的、蚀刻的或纹理化的指示。
实施例30.一种指纹传感器和数据输入系统，包括：
传感器元件的二维阵列，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而生成信号；
数据输入设备，其操作地放置在阵列上并限定阵列的两个或更多个空间上不同的区域；以及
处理器，其被配置为检测并区分与阵列的两个或更多个空间上不同的区域中的每个的接触，并且当数据输入设备操作地放置在阵列上时检测由接触两个或更多个空间上不同的区域的用户以指定顺序输入的激活码，并且在正确的激活码被检测到之后，检测由在手指表面的可检测接近度中的传感器元件生成的信号中的指示手指表面的指纹的特征的变化并且形成手指表面的指纹的图像。
实施例31.根据实施例30的指纹传感器和数据输入系统，其中处理器被配置为基于在每个数据输入之间的由在阵列中的传感器元件生成的信号的不存在来区分在由用户输入的激活码的指定序列中的每个单独输入。
实施例32.根据实施例30的指纹传感器和数据输入系统，其中处理器被配置为检测由同时接触两个或更多个空间上不同的区域的用户输入的数据。
实施例33.根据实施例30的指纹传感器和数据输入系统，其中：
数据输入设备包括窗口的图案，该窗口的图案限定与窗口的图案对应的阵列中的空间上不同的区域，以及
激活码要求用户同时接触与窗口的图案对应的阵列的所有空间上不同的区域。
实施例34.根据实施例30的指纹传感器和数据输入系统，其中激活码是输入手势，输入手势要求用户以预定顺序刷过连接两个或更多个空间上不同的区域的图案。
实施例35.根据实施例30到34中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中处理器被配置为检测用于激活码的有效或无效数据输入。
实施例36.根据实施例30到35中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，还包括状态指示器，其中状态指示器向用户提供关于检测到的有效或无效数据输入的指示。
实施例37.根据实施例35的指纹传感器和数据输入系统，其中状态指示器是LED、屏幕或发声单元。
实施例38.一种用于用传感器元件的二维阵列登记指纹的方法，每个传感器元件被配置为响应于被放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而生成信号，该方法包括：
检测用户的手指与传感器元件的阵列的不同的空间上不同的区域的接触；
检测由接触阵列的不同的空间上不同的区域的用户按顺序输入的代码，以及如果检测到的代码与预定的激活码匹配则认证该检测到的代码；以及
如果检测到的代码与预定的激活码匹配，则存储当用户将手指放置在传感器元件的阵列上时形成的一个或更多个指纹图像。
实施例39.根据实施例38的方法，其中由用户输入的代码包括通过同时接触阵列的两个或更多个不同的空间上不同的区域而输入的数据。
实施例40.根据实施例38的方法，其中由用户输入的代码是在图案中连接阵列的不同的空间上不同的区域中的两个或更多个的连续输入。
实施例41.根据实施例40的方法，还包括如果该图案匹配预定激活图案，则认证检测到的代码。
实施例42.根据实施例38到41中的任一项的方法，还包括：
当检测到的代码与预定激活码不匹配时，警告用户；以及
在预定次数的失败匹配之后终止登记方法。
实施例43.根据实施例38到42中的任一项的方法，其中传感器元件的二维阵列位于智能卡上。
实施例44.一种用于在包含指纹传感器的智能卡上登记指纹的方法，包括：
将智能卡插入带有电源的读卡器中；
通过使用手指接触指纹传感器的感测区的空间上不同的区域来按顺序输入激活码，其中感测区的空间上不同的区域由操作地放置在感测区上的数据输入设备限定；
移除数据输入设备以暴露指纹传感器的整个感测区；
使用手指反复接触指纹传感器的感测区，直到手指的足够图像已被捕获以生成指纹模板为止；以及
从读卡器中取出智能卡。
实施例45.根据实施例44的方法，其中所输入的激活码包括通过同时接触感测区的两个或更多个空间上不同的区域而输入的数据。
实施例46.根据实施例44或45的方法，其中如果所输入的激活码与预定激活码匹配，则所输入的激活码被认证。
实施例47.根据实施例44的方法，其中所输入的激活码是在图案中连接感测区的两个或更多个空间上不同的区域的连续输入。
实施例48.根据实施例47的方法，其中如果图案与预定激活图案匹配，则所输入的激活码被认证。
实施例49.一种设备，包括：
传感器，其具有在传感器上方的可移除数据输入设备，可移除数据输入设备包括限定传感器的空间上不同的区域的窗口的图案。
实施例50.根据实施例49的设备，其中设备是智能卡。
实施例51.根据实施例49或50的设备，其中传感器包括指纹传感器。
实施例52.一种指纹传感器和数据输入系统，包括：
多个传感器元件，其布置在二维阵列中，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而产生信号；
数据输入设备，其操作地耦合到阵列并且包括两个或更多个数据输入键，每个键与阵列的一个或更多个空间上不同的数据输入区域相关联；以及
处理器，其被配置为当数据输入设备操作地耦合到阵列时经由与该数据输入键相关联的阵列的一个或更多个空间上不同的数据输入区域所产生的信号来检测并区分与每个数据输入键的接触，并当数据输入设备未操作地耦合到阵列时，检测由在手指表面的可检测接近度中的传感器元件产生的信号中的指示手指表面的指纹的特征的变化，并且形成手指表面的指纹的图像。
实施例53.根据实施例52的指纹传感器和数据输入系统，其中布置在二维阵列中的多个传感器元件包括多个间隔开的驱动线和多个间隔开的拾取线，多个间隔开的拾取线布置成横穿驱动线并通过一层电介质材料与驱动线间隔开。
实施例54.根据实施例52的指纹传感器和数据输入系统，其中布置在二维阵列中的多个传感器元件包括第一多个间隔开的导电线和第二多个间隔开的导电线，第二多个间隔开的导电线布置成横穿第一多个间隔开的导电线，其中第一多个间隔开的导电线中的每个导电线配置成将信号传输到放置在可检测接近度中的手指表面，并且第二多个间隔开的导电线中的每个导电线配置成接收作为结果的信号。
实施例55.根据实施例52到54的指纹传感器和数据输入系统，其中每个数据输入键被电连接到阵列的相关联的空间上不同的数据输入区域。
实施例56.根据实施例52到55的指纹传感器和数据输入系统，其中每个数据输入键包括：
一个或更多个导电键迹线，其相对于传感器阵列远程地布置并且被配置为由用户手指选择性地触摸；
一个或更多个导电感测区激活迹线，每个感测激活迹线布置在阵列的一个数据输入区域的可检测接近度中；以及
导电连接迹线，其将一个或更多个导电键迹线中的每一个与感测区激活迹线中的一个电连接。
实施例57.根据实施例56的指纹传感器和数据输入系统，其中一个或更多个导电键迹线包括涂敷在数据输入设备上或嵌入数据输入设备中的导电材料。
实施例58.根据实施例56或57的指纹传感器和数据输入系统，其中一个或更多个导电感测区激活迹线包括涂敷在数据输入设备上或嵌入数据输入设备中的导电材料。
实施例59.根据实施例56到58中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中连接迹线包括涂敷在数据输入设备上或嵌入数据输入设备中的导电材料。
实施例60.根据实施例52到59中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中阵列包括不与数据输入键相关联的一个或更多个空间上不同的参考区域。
实施例61.根据实施例60的指纹传感器和数据输入系统，其中每个空间上不同的参考区域被定位为与空间上不同的数据输入区域中的至少一个相邻。
实施例62.根据实施例60的指纹传感器和数据输入系统，其中处理器还被配置为基于从空间上不同的参考区域中的一个产生的第一信号和从一个或更多个空间上不同的数据输入区域中的一个产生的第二信号来推导信号变化，作为用户手指与相关联的数据输入键的接触的结果。
实施例63.根据实施例62的指纹传感器和数据输入系统，其中信号变化的推导包括从由一个数据输入区域产生的第二信号中减去从一个参考区域产生的第一信号。
实施例64.根据实施例52到63中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中数据输入键中的至少一个包括第一和第二导电触点，第一和第二导电触点被配置为由接触数据输入键的手指同时接触，其中第一导电触点与空间上不同的数据输入区域中的第一个相关联，并且第二导电触点与空间上不同的数据输入区域中的第二个相关联。
实施例65.根据实施例64的指纹传感器和数据输入系统，其中第一导电触点和第二导电触点是插指导电板。
实施例66.根据实施例64或65的指纹传感器和数据输入系统，其中处理器还被配置为基于从阵列的第一空间上不同的数据输入区域产生的第一信号和从阵列的第二空间上不同的数据输入区域产生的第二信号来推导信号变化，作为用户手指与数据输入键的接触的结果。
实施例67.根据实施例66的指纹传感器和数据输入系统，其中信号变化的推导包括从阵列的第二空间上不同数据输入区域产生的第二信号中减去从阵列的第一空间上不同的数据输入区域产生的第一信号。
实施例68.实施例64到67的指纹传感器和数据输入系统，其中第一空间上不同的数据输入区域被定位为与第二空间上不同的数据输入区域相邻。
实施例69.根据实施例53的指纹传感器和数据输入系统，其中空间上不同的数据输入区域中的每一个与多个间隔开的拾取线的定向实质上对准。
实施例70.根据实施例53的指纹传感器和数据输入系统，其中空间上不同的数据输入区域中的每一个横穿多个间隔开的拾取线的定向。
实施例71.根据实施例52到70中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，还包括临时可连接到传感器元件和处理器的电源。
实施例72.根据实施例71的指纹传感器和数据输入系统，其中电源包括电池。
实施例73.根据实施例71的指纹传感器和数据输入系统，其中电源包括太阳能电池。
实施例74.根据实施例73的指纹传感器和数据输入系统，其中太阳能电池被承载在数据输入设备的一部分上。
实施例75.一种指纹传感器和数据输入系统，包括：
指纹传感器，其包括电容传感器元件的阵列，每个传感器元件被配置为在被手指接触时产生接触信号；以及
数据输入设备，其被配置为可移除地附接到结合指纹传感器的主机设备并包括两个或更多个数据输入键，
其中每个数据输入键与阵列的一个或更多个相关联的数据输入区域远程地耦合，使得当用户触摸数据输入键时，由相关联的数据输入区域包围的传感器元件产生接触信号。
实施例76.根据实施例75的指纹传感器和数据输入系统，其中数据输入设备包括上层和下层，
上层包括与两个或更多个数据输入键中的每一个相关联的孔，
下层包括两个或更多个数据输入键，每个数据输入键电连接到阵列的相关联的数据输入区域。
实施例77.根据实施例75的指纹传感器和数据输入系统，其中每个数据输入键包括：
布置在数据输入设备的顶表面上的导电键迹线，
布置在数据输入设备的底表面上的导电感测区激活迹线，以及
穿过数据输入设备延伸并且将键迹线与感测区激活迹线电连接的导电连接迹线。
实施例78.根据实施例75到77中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中数据输入设备利用可重新定位的粘合剂来可移除地附接到主机设备。
实施例79.根据实施例75到78中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中数据输入设备还包括导电定位特征，当数据输入设备附接到主机设备时导电定位特征与阵列接触，其中指纹传感器被配置为检测定位特征，当数据输入设备附接到主机设备时将定位特征的位置与定位特征的预期位置进行比较，并且基于该比较来确定数据输入设备相对于阵列的位置。
实施例80.根据实施例79的指纹传感器和数据输入系统，其中指纹传感器还被配置为基于数据输入设备相对于阵列的位置来校准数据输入区域的位置。
实施例81.根据实施例75的指纹传感器和数据输入系统，其中数据输入设备包括：
包括两个或更多个数据输入键的远程小键盘设备，以及
将数据输入键电耦合到每个相关联的数据输入区域的数据传输电缆。
实施例82.根据实施例75到81中的任一项的指纹传感器和数据输入系统，其中电容传感器元件的阵列是二维阵列或一维阵列。
实施例83.一种数据输入系统，包括：
带有传感器的主机设备；以及
数据输入设备，其可移除地布置在传感器上方，数据输入设备包括两个或更多个数据输入键，其中每个数据输入键与传感器的感测区的一个或更多个空间上不同的数据输入区域相关联。
实施例84.根据实施例83的系统，其中主机设备包括智能卡。
实施例85.根据实施例83或实施例84的系统，其中传感器包括指纹传感器。
实施例86.根据实施例83到85中的任一项的系统，其中数据输入设备环绕包含传感器的主机设备的一部分，以便覆盖主机设备的传感器布置在其中的第一表面的至少一部分，和主机设备的不同于第一表面的第二表面。
实施例87.根据实施例86的主机设备，其中数据输入设备包括在数据输入设备的覆盖第一表面的部分上的至少一个数据输入键以及在数据输入设备的覆盖第二表面的部分上的至少一个数据输入键。
实施例88.一种数据输入设备，其相对于接触传感器元件的阵列可移除地附接，所述数据输入设备包括：
两个或更多个数据输入键，其相对于数据输入设备的覆盖阵列的一部分远程地被布置，每个数据输入键包括布置在数据输入设备上的导电键迹线；
导电感测区激活迹线，其与每个数据输入键相关联并且被配置为当数据输入设备相对于阵列可移除地附接时布置在阵列的空间上分离的部分上，以及
导电连接迹线，其将每个导电键迹线与相关联的感测区激活迹线电连接。
实施例89.一种用于在包含指纹传感器的智能卡上登记指纹的方法，该方法包括：
将智能卡连接到电源；
通过使用手指接触附接到智能卡的数据输入设备的两个或更多个数据输入键来以对应于激活码的顺序输入激活码，其中数据输入设备的一部分位于指纹传感器的感测区上方，并且每个数据输入键与感测区的一个或更多个空间上不同的数据输入区域相关联；
从智能卡移除数据输入设备的一部分以暴露指纹传感器的感测区；
用手指接触指纹传感器的感测区一次或更多次以登记指纹模板；以及
将智能卡与电源断开。
实施例90.根据实施例89的方法，其中所输入的激活码包括通过同时接触两个或更多个数据输入键而输入的数据。
实施例91.根据实施例89或实施例90的方法，其中电源是被配置为无线地为指纹传感器供电的无线电源，并且连接步骤包括将智能卡放置成操作性地接近无线电源。
实施例92.根据实施例89的方法，其中数据输入设备包括电源，电源电耦合到指纹传感器。
实施例93.根据实施例92的方法，其中电源是太阳能电池面板，以及
其中将智能卡连接到电源的步骤包括移除可移除地放置在被包含在数据输入设备中的太阳能电池面板上方的覆盖物。
实施例94.一种智能卡，包括：
卡主体，其能够沿着存在于卡的平面中的任何轴偏转；
指纹传感器，其用于认证智能卡的用户；
数据存储元件，其存储激活码；
数据输入设备，其耦合到指纹传感器以将数据输入设备的不同区与指纹传感器的不同区相关联，传感器的每个不同区对应于激活码的唯一可识别部分；以及
处理器，其被配置为解译由与指纹传感器交互作用的用户经由数据输入设备输入的代码并且将由用户输入的代码与所存储的激活码进行比较。
实施例95.根据实施例94的智能卡，其中指纹传感器包括布置在二维阵列中的多个传感器元件，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而产生信号。
实施例96.一种用于登记指纹传感器的方法，包括：
定义用于发起对指纹传感器的登记过程的激活码；以及
使用户能够通过与指纹传感器的两个或更多个不同部分中的每一个交互作用而将激活码输入到指纹传感器中，其中指纹传感器的两个或更多个不同部分中的每一个对应于激活码的唯一可识别部分。
实施例97.根据实施例96的方法，其中指纹传感器包括布置在二维阵列中的多个传感器元件，每个传感器元件被配置为响应于手指表面被放置在传感器元件的可检测接近度中而产生信号。
实施例98.一种用于在具有指纹传感器的智能卡上登记指纹模板的方法，所述方法包括：
将智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源，而不将智能卡的任何数据传输触点连接到被配置为发送或接收数据的设备；
在将智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源的特定实例时，自动激活在指纹传感器中的登记模式；
通过存储从通过将手指放置在指纹传感器上而生成的一个或更多个指纹图像得到的指纹模板来登记指纹；以及
在完成登记步骤时，自动去激活在指纹传感器中的登记模式。
实施例99.根据实施例98的方法，还包括在完成登记步骤之前，在将智能卡的一个或更多个电力传输触点从电源断开时自动地去激活在指纹传感器中的登记模式。
实施例100.根据实施例98或实施例99的方法，还包括在将智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源的特定实例之后，提供智能卡在登记模式中的确认指示。
实施例101.根据实施例100的方法，其中智能卡在登记模式中的确认指示包括点亮在智能卡上的灯。
实施例102.根据实施例98到101中的任一项的方法，还包括提供登记步骤成功完成的确认指示。
实施例103.根据实施例102的方法，其中登记步骤成功完成的确认指示包括点亮在智能卡上的灯。
实施例104.根据实施例98到103中的任一项的方法，还包括提供智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源的确认指示。
实施例105.根据实施例104的方法，其中智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源的确认指示包括点亮在智能卡上的灯。
实施例106.根据实施例98到105中的任一项的方法，其中特定实例是第一实例。
107.一种用于在具有指纹传感器的智能卡上登记指纹模板的方法，所述方法包括：
将智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源而不将智能卡的任何数据传输触点连接到被配置为将数据发送到智能卡或从智能卡接收数据的设备；
确定是否为智能卡的指纹传感器登记了指纹模板；
如果没有为智能卡的指纹传感器登记指纹模板，则当将智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源时自动激活在指纹传感器中的登记模式；
通过存储从通过将手指放置在指纹传感器上而生成的一个或更多个指纹图像得到的指纹模板来登记指纹；以及
在登记步骤完成时自动去激活在指纹传感器中的登记模式。
实施例108.根据实施例107的方法，还包括在将智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源的特定实例之后，提供智能卡在登记模式中的确认指示。
实施例109.根据实施例108的方法，其中智能卡在登记模式中的确认指示包括点亮在智能卡上的灯。
实施例110.根据实施例107到109中的任一项的方法，还包括提供登记步骤成功完成的确认指示。
实施例111.根据实施例110的方法，其中登记步骤成功完成的确认指示包括点亮在智能卡上的灯。
实施例112.根据实施例107到111中的任一项的方法，还包括提供智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源的确认指示。
实施例113.根据实施例112的方法，其中智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源的确认指示包括点亮在智能卡上的灯。
实施例114.根据实施例107到113中的任一项的方法，其中特定实例是第一实例。
实施例115.一种指纹传感器和数据输入系统，包括：
布置在二维阵列中的多个传感器元件，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而产生信号；
数据输入设备，其包括布置在阵列上方的一部分并且包括在布置在阵列上方的数据输入设备的该部分中形成的刺穿孔的图案，其中刺穿孔与阵列的一个或更多个空间上不同的数据输入区域在空间上相关联；以及
处理器，其被配置为检测放置成与阵列的相关联的空间上不同的数据输入区域接触的手指并且检测由通过刺穿孔的图案接触的空间上不同的数据输入区域产生的信号的图案。
实施例116.根据实施例115的指纹传感器和数据输入系统，其中处理器还被配置为将所检测到的信号的图案与预定图案进行比较，以确定数据输入设备的刺穿孔的图案是否对应于预定图案。
实施例117.一种指纹传感器和数据输入系统，包括：
布置在二维阵列中的多个传感器元件，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而产生信号；
数据输入设备，其包括布置在阵列上方的一部分并且包括涂敷到布置在阵列上方的数据输入设备的该部分的导电材料的图案，其中图案与阵列的一个或更多个空间上不同的数据输入区域在空间上相关联；以及
处理器，其被配置为检测导电材料的图案与阵列的相关联的空间上不同的数据输入区域的接触并且检测由导电材料的图案接触的空间上不同的数据输入区域所产生的信号的图案。
实施例118.根据实施例117的指纹传感器和数据输入系统，其中处理器还被配置为将所检测到的信号的图案与预定图案进行比较，以确定数据输入设备的导电材料的图案是否对应于预定图案。
实施例119.一种指纹传感器和数据输入系统，包括：
布置在二维阵列中的多个传感器元件，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而产生信号；
数据输入设备，其部分地布置在阵列上方并且包括两个或更多个数据输入键和切口，每个键与阵列的第一部分的一个或更多个空间上不同的数据输入区域相关联，以及切口暴露阵列的第二部分；以及
处理器，其被配置为通过由与每个数据输入键相关联的阵列的一个或更多个空间上不同的数据输入区域产生的信号来检测并区分与那个数据输入键的接触，并且检测由在手指表面的可检测接近度中的阵列的第二部分的传感器元件产生的信号中的指示手指表面的指纹的特征的变化。
实施例120.根据实施例119的指纹传感器和数据输入系统，其中每个数据输入键电连接到阵列的相关联的空间上不同的数据输入区域。
实施例121.根据实施例119或120的指纹传感器和数据输入系统，其中每个数据输入键包括：
一个或更多个导电键迹线，其相对于传感器阵列的第一部分远程地布置并且被配置为由用户手指选择性地触摸；
一个或更多个导电感测区激活迹线，每个感测区激活迹线被布置在阵列的一个数据输入区域的可检测接近度中；以及
导电连接迹线，其将一个或更多个导电键迹线中的每一个与感测区激活迹线中的一个电连接。
实施例122.根据实施例121的指纹传感器和数据输入系统，其中一个或更多个导电键迹线包括涂敷在数据输入设备上或嵌入数据输入设备中的导电材料。
实施例123.一种包括指纹传感器和数据输入系统的设备，包括：
布置在二维阵列中的多个传感器元件，每个传感器元件被配置为响应于被放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而产生信号；
布置在远离多个传感器的设备的一部分上的两个或更多个数据输入键，每个数据输入键与阵列的第一部分的一个或更多个空间上不同的数据输入区域耦合，使得与数据输入键的接触导致由在耦合到数据输入键的每个空间上不同的数据输入区域内的传感器元件产生的信号；以及
处理器，其被配置为通过由与每个数据输入键耦合的阵列的一个或更多个空间上不同的数据输入区域产生的信号来检测并区分与那个数据输入键的接触，并且检测由在手指表面的可检测接近度中的阵列的第二部分的传感器元件产生的信号中的指示手指表面的指纹的特征的变化。
实施例124.一种用于在包含指纹传感器的智能卡上登记指纹的方法，该方法包括：
将智能卡连接到电源；
通过使用手指接触附接到智能卡的数据输入设备的两个或更多个数据输入键来以对应于激活码的顺序输入激活码，其中数据输入设备的一部分位于指纹传感器的感测区的一部分上方，并且每个数据输入键与感测区的一部分的一个或更多个空间上不同的数据输入区域相关联；
使用手指一次或更多次地接触未被数据输入设备的一部分覆盖的指纹传感器的感测区的该部分以登记指纹模板；以及
使智能卡从电源断开。
实施例125.一种用于在具有指纹传感器的智能卡上登记指纹模板的方法，所述方法包括：
将智能卡的一个或更多个电力传输触点连接到电源而不将智能卡的任何数据传输触点连接到被配置为发送或接收数据的设备；
在检测到触发事件时激活在指纹传感器中的登记模式；
通过存储从通过将手指放置在指纹传感器上而生成的一个或更多个指纹图像得到的指纹模板来登记指纹；以及
在登记步骤完成时去激活在指纹传感器中的登记模式。
实施例126.根据实施例125的方法，其中触发事件包括从由下列项组成的列表中选择的一个或更多个触发事件：
a.用户与生物特征传感器组件的交互作用；
b.将可检测对象放置在生物特征传感器组件上；
c.从生物特征传感器组件移除可检测对象；
d.检测到所存储的验证模板的缺乏；
e.检测到部分地完成的所存储的验证模板的存在；
f.检测到电力第一次传输到智能卡；
g.检测到传输到智能卡的电力的特定实例；
h.检测到未达到得到验证模板的不成功尝试的最大次数；
i.激活输入机构；
j.计时器或计数器的到期；
k.错误状态的出现；
l.检测到上一次智能卡被插入读卡器中时设置的标志，该读卡器向或从智能卡传输数据；
m.检测到智能卡已连接到不向/不从智能卡传输数据的电源；
n.由生物特征传感器组件以外的智能卡的部件检测到触发事件；以及
o.检测到特定智能卡已经耦合到特定的非数据传输电源。
实施例127.一种用于智能卡的电源，包括：
功率元件；以及
壳体，其包括：
配置成接纳智能卡的一端的狭缝；以及
连接到功率元件的触点，其中当智能卡插入狭缝中时，触点接触智能卡的电力传输接触垫并且不接触智能卡的数据传输接触垫，从而将智能卡的电力传输接触垫连接到功率元件。
实施例128.根据实施例127的电源，其中功率元件是电池。
实施例129.根据实施例127的电源，其中功率元件是电源上的插口以允许到干线电源的连接。
实施例130.根据实施例127的电源，其中壳体由塑料制成。
实施例131.根据实施例127的电源，其中壳体可以包括一个或更多个状态指示器。
实施例132.根据实施例131的电源，其中电源还包括检测器电路，该检测器电路响应于检测到智能卡上的部件已调节电力线以指示它的状态而激活一个或更多个状态指示器以向用户指示检测到的状态。
实施例133.一种覆盖物，其被配置为向具有用于将电力源连接到电子设备的端子的电子设备提供电力，其中覆盖物被配置为可移除地固定到电子设备的表面并包括：
被配置为当被固定到电子设备上时与电子设备的表面相符的膜；
支撑在膜上的功率元件；
布置在膜的表面上或嵌入膜的表面中的导电材料，其中当覆盖物被固定到电子设备的表面时导电材料将功率元件连接到电子设备的端子；以及
电路闭合器，其被配置为使用户能够选择性地闭合在功率元件和电子设备的端子之间的电源电路以实现在功率元件和电子设备之间的电力传输。
实施例134.根据实施例133的覆盖物，其中功率元件包括电池、太阳能芯片、USB插头或NFC收发器。
实施例135.根据实施例133或134的覆盖物，其中覆盖物还包括：
功率元件接触垫，其布置在膜上，并且功率元件布置在功率元件接触垫上；以及
布置在与功率元件接触垫在空间上不同的膜的一部分上的导电触点，并且其中导电材料包括从功率元件接触垫延伸到电子设备的第一端子的第一电力连接迹线以及从导电触点延伸到电子设备的第二端子的第二电力连接迹线，并且其中电路闭合器包括膜的一部分，导电触点布置在该部分上，该部分可折叠以便将导电触点放置成与在功率元件接触垫上的功率元件接触。
实施例136.根据实施例133或134的覆盖物，其中覆盖物还包括：
功率元件接触垫，其布置在膜上，并且功率元件放置在功率元件接触垫上；以及
导电夹，其位于膜上并且被配置为将功率元件保持在功率元件接触垫上的适当位置上，并且其中导电材料包括从功率元件接触垫延伸到电子设备的第一端子的第一电力连接迹线以及从导电夹的一部分延伸到电子设备的第二端子的第二电力连接迹线，并且其中电路闭合器包括布置在夹和功率元件之间的非导电材料并且可以由用户移除以通过功率元件完成电源电路。
实施例137.根据实施例133到136中的任一项的覆盖物，还包括在膜的表面上的粘合剂，用于将膜可移除地固定到电子设备的表面。
实施例138.根据权利要求133到137中的任一项的覆盖物，还包括：
一个或更多个导电键迹线，其布置在膜上并且被配置为由用户手指选择性地触摸；
一个或更多个导电感测区激活迹线，每个感测区激活迹线布置在膜上且在电子设备的传感器元件的二维阵列的一个数据输入区域的可检测接近度中，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而产生信号；以及
导电连接迹线，其布置在膜上并且将一个或更多个导电键迹线中的每一个与感测区激活迹线中的一个电连接。
实施例139.根据实施例138的覆盖物，其中该膜包括暴露阵列的一部分的切口。
实施例140.根据实施例133至139中的任一项的覆盖物，其中电子设备是智能卡，并且覆盖物覆盖智能卡的表面的至少一部分。
实施例141.根据实施例133至140中的任一项的覆盖物，其中覆盖物被配置为连接到电子设备的数据传输端子。
实施例142.根据实施例141的覆盖物，其中覆盖物实现了在电子设备的数据传输端子与第二电子设备之间的有线或无线通信信道。
实施例143.根据实施例141或142的覆盖物，还包括状态指示器，其被配置为指示发送到数据传输端子或从数据传输端子接收的信息。
实施例144.一种用于在具有功率端子、数据传输端子和生物特征传感器的电子设备上登记生物特征模板的方法，该方法包括：
将覆盖物连接到电子设备，其中覆盖物被配置为从在覆盖物上安装的功率元件到电子设备的功率端子来向电子设备提供电力并连接到电子设备的数据传输端子；
闭合在功率元件与电子设备的功率端子之间的电源电路以实现在功率元件和电子设备之间的电力传输；
触发生物特征传感器以进入登记模式；以及
从自用户到生物特征传感器的生物特征输入生成生物特征模板。
实施例145.一种手指导向器，其被配置成可移除地附接到具有指纹传感器的设备，并且包括两个或更多个通道，其中每个通道被配置为定位放置在其上的手指以在不同的定向处接触指纹传感器。
实施例146.根据实施例145的手指导向器，其中每个通道在指纹传感器的感测表面的平面内与每个其他通道间隔一个角度。
实施例147.根据实施例145或146的手指导向器，其中至少一个通道将手指定位成在相对于感测表面的平面的仰角下接触指纹传感器。
实施例148.根据实施例145到147中的任一项的手指导向器，其中至少两个通道将手指定位成在相对于感测表面的平面的仰角下与指纹传感器接触，并且其中两个通道中的每一个的仰角不同于另一个。
实施例149.根据实施例145到148中的任一项的手指导向器，其中每个通道与另一个通道间隔90度。
实施例150.根据实施例145到149中的任一项的手指导向器，包括具有与设备的表面一致或相符的表面的底板，手指导向器可移除地附接到该设备，其中可移除的粘合剂被涂敷到底板的表面。
实施例151.根据实施例145到150中的任一项的手指导向器，其中通道中的至少一个在与指纹传感器相邻的凸起部段上形成，使得放置在通道上的手指在相对于指纹传感器的平面的仰角下接触指纹传感器。
实施例152.根据实施例151的手指导向器，还包括布置在指纹传感器的与凸起部段相对的一侧上的前挡块。
实施例153.根据实施例145到152中的任一项的手指导向器，包括在其中形成的切口以暴露指纹传感器。
实施例154.根据实施例145到153中的任一项的手指导向器，其中每个通道在通道翼上形成。
实施例155.根据实施例154的手指导向器，其中当手指导向器附接到设备且操作性地接近指纹传感器时，至少一个通道翼延伸超过设备的边缘。
实施例156.根据实施例145到155中的任一项的手指导向器，还包括用于提供电力源的功率元件以及连接至功率元件的触点，其中当手指导向器附接至设备时，触点接触设备的电力传输元件，从而将设备的电力传输元件连接到功率元件。
实施例157.根据实施例145至156中的任一项的手指导向器，还包括部分地布置在指纹传感器上方并且包括两个或更多个数据输入键的数据输入设备，每个数据输入键与其上布置有数据输入设备的指纹传感器的该部分的一个或更多个空间上不同的数据输入区域相关联。
实施例158.根据实施例146到157中的任一项的手指导向器，其中手指导向器被配置成相对于指纹传感器可移动，以选择性地将通道中的不同一个放置成操作性地接近指纹传感器。
实施例159.根据实施例158的手指导向器，其中手指导向器相对于指纹传感器线性地可移动。
实施例160.根据实施例158的手指导向器，其中手指导向器相对于指纹传感器可旋转。
实施例161.一种用于包括指纹传感器的智能卡的电源和手指导向器，包括：
功率元件；
卡保持器框架，其包括：
一个或更多个卡导轨，智能卡被插入卡导轨以相对于智能卡来定位卡保持器框架；以及
连接到功率元件的触点，其中当智能卡插入卡导轨时触点接触智能卡的电力传输接触垫，从而将智能卡的电力传输接触垫连接到功率元件；以及
附接到卡保持器框架并包括两个或更多个通道的手指导向器，其中每个通道被配置为定位放置在其上的手指以在不同的定向处接触指纹传感器。
实施例162.一种指纹传感器和数据输入系统，包括：
布置在二维阵列中的多个传感器元件，每个传感器元件被配置为响应于放置在传感器元件的可检测接近度中的手指表面而产生信号；
数据输入设备，其部分地布置在阵列上方并且包括两个或更多个数据输入键和切口，每个键与阵列的第一部分的一个或更多个空间上不同的数据输入区域相关联，以及切口暴露阵列的第二部分；
处理器，其被配置为通过由与每个数据输入键相关联的阵列的一个或更多个空间上不同的数据输入区域产生的信号来检测和区分与该数据输入键的接触，并且检测由在手指表面的可检测接近度中的阵列的第二部分的传感器元件产生的信号中的指示手指表面的指纹的特征的变化；以及
手指导向器，其包括两个或更多个通道，其中每个通道被配置为定位放置在其上的手指以在不同的定向处接触二维阵列。
实施例163.一种用于在包含指纹传感器的智能卡上登记指纹的方法，该方法包括：
将智能卡连接到电源；
在确定触发事件时进入登记模式；
通过将同一手指放置在被配置为相对于指纹传感器在唯一定向上定位放置在其上的手指的两个或更多个手指导向通道中的每一个上来接触指纹传感器以登记对于该手指的指纹模板；以及
在登记指纹模板之后将智能卡从电源断开。
实施例164.根据实施例163的方法，其中触发事件包括从由下列项组成的列表中选择的一个或更多个触发事件：
a.用户与生物特征传感器组件的交互作用；
b.将可检测对象放置在生物特征传感器组件上；
c.从生物特征传感器组件移除可检测对象；
d.检测到所存储的验证模板的缺乏；
e.检测到部分地完成的所存储的验证模板的存在；
f.检测到电力第一次传输到智能卡；
g.检测到传输到智能卡的电力的特定实例；
h.检测到未达到得到验证模板的不成功尝试的最大次数；
i.激活输入机构；
j.计时器或计数器的到期；
k.错误状态的出现；
l.检测到上一次智能卡被插入读卡器中时设置的标志，该读卡器向或从智能卡传输数据；
m.检测到智能卡已连接到不向/不从智能卡传输数据的电源；
n.由生物特征传感器组件以外的智能卡的部件检测到触发事件；以及
o.检测到特定智能卡已经耦合到特定的非数据传输电源。
实施例165.根据实施例163或实施例164的方法，其中登记指纹模板包括确定已经为每个手指导向通道生成了指定数量的可接受的指纹传感器图像。
实施例166.一种用于在包含指纹传感器的智能卡上重新登记指纹的方法，其中至少一个指纹模板以前被登记，该方法包括：
A.将智能卡连接到电源；
B.当确定触发事件时进入重新登记模式；
C.通过将同一手指顺序地放置在被配置为相对于指纹传感器在唯一定向上定位放置在其上的手指的两个或更多个手指导向通道中的每一个上来接触指纹传感器以登记对于该手指的指纹模板；
D.用从在步骤C期间生成的指纹图像形成的新指纹模板代替先前登记的指纹模板，或者用在步骤C期间生成的指纹图像更新先前登记的指纹模板；以及
E.将智能卡从电源断开。
实施例167.根据实施例166的方法，其中用于进入重新登记模式的触发事件包括下列项中的一个或更多个：将卡插入到电源中、将卡连接到电源的特定实例的检测、已经被登记的现有生物特征模板的检测、被插入到某个电源中的某个卡的检测、通过使手指与现有生物特征模板相匹配来验证用户、激活码的输入、从卡的安全元件模块接收信号、低于某个阈值的使用次数的计数器、卡的年龄低于某个阈值、尚未达到的可允许的重新登记的最大数量、用户与传感器的交互作用、放置或移除覆盖物、放置或移除以在生物特征传感器上的覆盖物或套筒的形式的数据输入设备、输入机构的激活。
实施例168.一种用于在包含指纹传感器的设备上登记两个或更多个指纹的方法，该方法包括：
A.将设备连接到电源；
B.在确定触发事件后进入第一登记模式；
C.登记对于第一手指的第一指纹模板；
D.在确定触发事件后进入后续登记模式；
E.登记与先前登记的手指不同的后续手指的后续指纹模板；
F.确定是否登记了所需数量的手指；
G.如果所需数量的手指尚未登记，则返回到步骤D；以及
H.如果登记了所需数量的手指，则将智能卡从电源断开。
实施例169.一种用于在启用生物特征的智能卡中登记生物特征数据的验证模板的系统，该系统包括：
非数据传输电源，其配置成耦合到智能卡以将电力传输到智能卡而不将数据传输到智能卡或从智能卡传输数据，其中非数据传输电源包括功率元件和配置成接纳智能卡的一端的插座；以及
生物特征传感器组件，其包括一个或更多个传感器元件和用于控制一个或更多个传感器元件的操作并用于处理来自一个或更多个传感器元件的信号的相关联的电路，
其中生物特征传感器组件配置成安装在智能卡中，由此，当非数据传输电源耦合到智能卡时，电力传输到生物特征传感器组件，
其中生物特征传感器组件配置成当电力由非数据传输电源传输到生物特征传感器组件时在登记模式中操作，以及
其中，当在登记模式中操作时，生物特征传感器组件配置成得到并存储来自由一个或更多个传感器元件生成的一个或更多个生物特征图像的生物特征数据的验证模板。
实施例170.根据实施例169的系统，其中生物特征传感器组件配置成当非数据传输电源耦合到智能卡且电力被传输到生物特征传感器组件时与触发事件的出现结合来在登记模式中操作。
实施例171.根据实施例169或实施例170的系统，其中生物特征传感器组件配置成当非数据传输电源从智能卡去耦合且电力不再被传输到生物特征传感器组件时终止登记模式。
实施例172.根据实施例169或实施例170的系统，其中生物特征传感器组件配置成在生物特征数据的验证模板被存储时终止登记模式。
实施例173.根据实施例169到172中的任一项的系统，其中生物特征传感器组件包括指纹传感器，以及验证模板从一个或更多个指纹图像中得到。
实施例174.根据实施例169到173中的任一项的系统，其中非数据传输电源包括配置成当非数据传输电源耦合到智能卡时接触智能卡的一个或更多个相应的电力传输触点的一个或更多个端子，以及其中当非数据传输电源耦合到智能卡时非数据传输电源缺乏接触智能卡的数据传输触点的任何端子。
实施例175.根据实施例170的系统，其中触发事件包括从由下列项组成的列表中选择的一个或更多个触发事件：
a.用户与生物特征传感器组件的交互作用；
b.将可检测对象放置在生物特征传感器组件上；
c.从生物特征传感器组件移除可检测对象；
d.检测到所存储的验证模板的缺乏；
e.检测到部分地完成的所存储的验证模板的存在；
f.检测到电力第一次传输到智能卡；
g.检测到传输到智能卡的电力的特定实例；
h.检测到未达到得到验证模板的不成功尝试的最大次数；
i.激活输入机构；
j.检测到计时器或计数器还没有到期；
k.检测到指示可恢复的错误出现以防止验证模板的成功得到或存储的错误状态的出现；
l.检测到上一次智能卡被插入读卡器中时设置的标志，该读卡器向或从智能卡传输数据；
m.检测到智能卡已连接到不向/不从智能卡传输数据的电源；
n.由生物特征传感器组件以外的智能卡的部件检测到触发事件；以及
o.检测到特定智能卡已经耦合到特定的非数据传输电源。
实施例176.根据实施例169到175中的任一项的系统，其中功率元件是电池、太阳能电池或在非数据传输电源上的插口以允许连接到干线电源。
实施例177.根据实施例169到176中的任一项的系统，其中生物特征传感器组件包括指纹传感器，以及其中插座包括：
卡保持器框架，其包括一个或更多个卡导轨，智能卡插入卡导轨以相对于智能卡定位卡保持器框架；以及
手指导向器，其附接到卡保持器框架并包括两个或更多个通道，其中每个通道被配置为定位放置在其上的手指以在不同的定向处接触指纹传感器。
实施例178.根据实施例177的系统，其中每个通道在指纹传感器的感测表面的平面内与每个其他通道间隔一个角度。
实施例179.根据实施例178的系统，其中通道的至少一个将手指定位成在相对于感测表面的平面的仰角下接触指纹传感器。
实施例180.根据实施例178或实施例179的系统，其中至少两个通道将手指定位成在相对于感测表面的平面的仰角下与指纹传感器接触，并且其中两个通道中的每一个的仰角不同于另一个。
实施例181.根据实施例177到180中的任一项的系统，其中每个通道与另一个通道间隔90度。
实施例182.一种用于在具有生物特征传感器的智能卡上登记生物特征模板的方法，该方法包括：
将智能卡的一端插入插座；
将电力从插座传输到智能卡而不将数据传输到智能卡或从智能卡传输数据；
使生物特征传感器在登记模式中操作；
当生物特征传感器在登记模式中操作时，使用生物特征传感器生成一个或更多个生物特征图像；
得到来自一个或更多个生物特征图像的生物特征数据的至少一个验证模板；
存储验证模板；以及
在存储验证模板之后，终止在生物特征传感器中的登记模式。
实施例183.根据实施例182的方法，包括当电力传输到生物特征传感器组件时生物传感器与触发事件的出现结合来在登记模式中操作。
实施例184.根据实施例183的方法，其中触发事件包括从由下列项组成的列表中选择的一个或更多个触发事件：
a.用户与生物特征传感器组件的交互作用；
b.将可检测对象放置在生物特征传感器组件上；
c.从生物特征传感器组件移除可检测对象；
d.检测到所存储的验证模板的缺乏；
e.检测到部分地完成的所存储的验证模板的存在；
f.检测到电力第一次传输到智能卡；
g.检测到传输到智能卡的电力的特定实例；
h.检测到未达到得到验证模板的不成功尝试的最大次数；
i.激活输入机构；
j.检测到计时器或计数器还没有到期；
k.检测到指示可恢复的错误出现以防止验证模板的成功得到或存储的错误状态的出现；
l.检测到上一次智能卡被插入读卡器中时设置的标志，该读卡器向或从智能卡传输数据；
m.检测到智能卡已连接到不向/不从智能卡传输数据的电源；
n.由生物特征传感器组件以外的智能卡的部件检测到触发事件；以及
o.检测到特定智能卡已经耦合到特定的非数据传输电源。
实施例185.根据实施例182到184中的任一项的方法，还包括在终止到智能卡的电力传输时自动终止在生物特征传感器中的登记模式。
实施例186.根据实施例182到184中的任一项的方法，还包括在生物特征数据的验证模板被存储之后自动终止在生物特征传感器中的登记模式。
实施例187.根据实施例182到186中的任一项的方法，还包括提供生物特征传感器在登记模式中操作的确认指示。
实施例188.根据实施例182到187中的任一项的方法，还包括在确认验证模板被存储时点亮智能卡上的一个或更多个灯。
实施例189.根据实施例182到188中的任一项的方法，其中生物特征传感器包括指纹传感器，以及验证模板从一个或更多个指纹图像得到。
实施例190.根据实施例189的方法，其中使用生物特征传感器生成一个或更多个生物特征图像包括指示用户通过将同一手指放置在被配置为相对于指纹传感器在不同的定向上定位放置在其上的手指的两个或更多个手指导向通道中的每一个上来接触指纹传感器。
实施例191.根据实施例189或实施例190的方法，其中得到至少一个验证模板包括确定指定数量的可接受的指纹图像被生成。
虽然已经参考某些说明性实施例相当详细地对本公开的主题进行描述和示出，包括特征的各种组合和子组合，但是本领域中的技术人员将容易认识到包括在本公开的范围内的其他实施例和变型以及对它们的修改。此外，这样的实施例、组合和子组合的描述并不旨在传达所要求保护的主题要求除了在权利要求中明确列举的那些特征以外的特征或特征的组合。因此，本公开的范围旨在包括在下面的所附权利要求的精神和范围内所包含的所有修改和变形。

Claims (23)

1.一种用于在启用生物特征的智能卡中登记生物特征数据的验证模板的系统，所述系统包括：
非数据传输电源，其配置成耦合到所述智能卡以将电力传输到所述智能卡而不将数据传输到所述智能卡或从所述智能卡传输数据，其中所述非数据传输电源包括功率元件和配置成接纳所述智能卡的一端的插座；以及
生物特征传感器组件，其包括一个或更多个传感器元件和用于控制所述一个或更多个传感器元件的操作并用于处理来自所述一个或更多个传感器元件的信号的相关联的电路，
其中，所述生物特征传感器组件配置成安装在所述智能卡中，由此，当所述非数据传输电源耦合到所述智能卡时，电力传输到所述生物特征传感器组件，
其中，所述生物特征传感器组件配置成当电力由所述非数据传输电源传输到所述生物特征传感器组件时在登记模式中操作，以及
其中，当在登记模式中操作时，所述生物特征传感器组件配置成得到并存储来自由所述一个或更多个传感器元件生成的一个或更多个生物特征图像的生物特征数据的验证模板。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述生物特征传感器组件配置成当所述非数据传输电源耦合到所述智能卡且电力被传输到所述生物特征传感器组件时结合触发事件的出现来在登记模式中操作。
3.如权利要求1或2所述的系统，其中，所述生物特征传感器组件配置成当所述非数据传输电源从所述智能卡去耦合且电力不再被传输到所述生物特征传感器组件时终止登记模式。
4.如权利要求1或2所述的系统，其中，所述生物特征传感器组件配置成在生物特征数据的验证模板被存储之后终止登记模式。
5.如权利要求1到4中的任一项所述的系统，其中，所述生物特征传感器组件包括指纹传感器，以及所述验证模板从一个或更多个指纹图像中得到。
6.如权利要求1到5中的任一项所述的系统，其中，所述非数据传输电源包括配置成当所述非数据传输电源耦合到所述智能卡时接触所述智能卡的一个或更多个相应的电力传输触点的一个或更多个端子，以及其中当所述非数据传输电源耦合到所述智能卡时所述非数据传输电源缺乏接触所述智能卡的数据传输触点的任何端子。
7.如权利要求2所述的系统，其中，所述触发事件包括从由下列项组成的组中选择的一个或更多个触发事件：
a.用户与所述生物特征传感器组件的交互作用；
b.将可检测对象放置在所述生物特征传感器组件上；
c.从所述生物特征传感器组件移除可检测对象；
d.检测到所存储的验证模板的缺乏；
e.检测到部分地完成的所存储的验证模板的存在；
f.检测到电力第一次传输到所述智能卡；
g.检测到传输到所述智能卡的电力的特定实例；
h.检测到未达到得到验证模板的不成功尝试的最大次数；
i.激活输入机构；
j.检测到计时器或计数器还没有到期；
k.检测到指示可恢复的错误出现以防止验证模板的成功得到或存储的错误状态的出现；
l.检测到上一次所述智能卡被插入读卡器中时设置的标志，所述读卡器向所述智能卡传输数据或从所述智能卡传输数据；
m.检测到所述智能卡已连接到不向所述智能卡传输数据或从所述智能卡传输数据的电源；
n.由所述生物特征传感器组件以外的所述智能卡的部件检测到触发事件；以及
o.检测到特定智能卡已经耦合到特定的非数据传输电源。
8.如权利要求1到7中的任一项所述的系统，其中，所述功率元件是电池、太阳能电池或在所述非数据传输电源上的插口以允许连接到干线电源。
9.如权利要求1到8中的任一项所述的系统，其中，所述生物特征传感器组件包括指纹传感器，以及其中所述插座包括：
卡保持器框架，其包括一个或更多个卡导轨，所述智能卡插入所述卡导轨以相对于所述智能卡定位所述卡保持器框架；以及
手指导向器，其附接到所述卡保持器框架并包括两个或更多个通道，其中每个通道被配置为定位放置在其上的手指以在不同的定向处接触所述指纹传感器。
10.如权利要求9所述的系统，其中，每个通道在所述指纹传感器的感测表面的平面内与每个其他通道间隔一个角度。
11.如权利要求10所述的系统，其中，所述通道的至少一个将手指定位成在相对于所述感测表面的平面的仰角下接触所述指纹传感器。
12.如权利要求10或权利要求11所述的系统，其中，至少两个通道将所述手指定位成在相对于所述感测表面的平面的仰角下与所述指纹传感器接触，并且其中所述两个通道中的每一个的仰角不同于另一个。
13.如权利要求9到12中的任一项所述的系统，其中，每个通道与另一个通道间隔90度。
14.一种用于在具有生物特征传感器的智能卡上登记生物特征模板的方法，所述方法包括：
将所述智能卡的一端插入插座内；
将电力从所述插座传输到所述智能卡而不将数据传输到所述智能卡或从所述智能卡传输数据；
使所述生物特征传感器在登记模式中操作；
当所述生物特征传感器在登记模式中操作时，使用所述生物特征传感器生成一个或更多个生物特征图像；
从所述一个或更多个生物特征图像得到生物特征数据的至少一个验证模板；
存储所述验证模板；以及
在存储所述验证模板之后，终止在所述生物特征传感器中的登记模式。
15.如权利要求14所述的方法，包括当电力传输到所述生物特征传感器组件时，结合触发事件的出现，使所述生物传感器在登记模式中操作。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述触发事件包括从由下列项组成的组中选择的一个或更多个触发事件：
a.用户与所述生物特征传感器组件的交互作用；
b.将可检测对象放置在所述生物特征传感器组件上；
c.从所述生物特征传感器组件移除可检测对象；
d.检测到所存储的验证模板的缺乏；
e.检测到部分地完成的所存储的验证模板的存在；
f.检测到电力第一次传输到所述智能卡；
g.检测到传输到所述智能卡的电力的特定实例；
h.检测到未达到得到验证模板的不成功尝试的最大次数；
i.激活输入机构；
j.检测到计时器或计数器还没有到期；
k.检测到指示可恢复的错误出现以防止验证模板的成功得到或存储的错误状态的出现；
l.检测到上一次所述智能卡被插入读卡器中时设置的标志，所述读卡器向所述智能卡传输数据或从所述智能卡传输数据；
m.检测到所述智能卡已连接到不向所述智能卡传输数据或从所述智能卡传输数据的电源；
n.由所述生物特征传感器组件以外的所述智能卡的部件检测到触发事件；以及
o.检测到特定智能卡已经耦合到特定的非数据传输电源。
17.如权利要求14到16中的任一项所述的方法，还包括在终止到所述智能卡的电力传输时自动终止在所述生物特征传感器中的登记模式。
18.如权利要求14到16中的任一项所述的方法，还包括在生物特征数据的所述验证模板被存储之后自动终止在所述生物特征传感器中的登记模式。
19.如权利要求14到18中的任一项所述的方法，还包括提供所述生物特征传感器在登记模式中操作的确认指示。
20.如权利要求14到19中的任一项所述的方法，还包括在确认所述验证模板被存储时点亮所述智能卡上的一个或更多个灯。
21.如权利要求14到20中的任一项所述的方法，其中，所述生物特征传感器包括指纹传感器，以及所述验证模板从一个或更多个指纹图像得到。
22.如权利要求21所述的方法，其中，使用所述生物特征传感器生成一个或更多个生物特征图像包括指示用户通过将同一手指放置在被配置为相对于所述指纹传感器在不同的定向上定位放置在其上的手指的两个或更多个手指导向通道中的每一个上来接触所述指纹传感器。
23.如权利要求21或权利要求22所述的方法，其中，得到至少一个验证模板包括确定指定数量的可接受的指纹图像已经被生成。
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