TW201820102A - 具備不同的電容組態的指紋感測 - Google Patents

Abstract

一種利用一感測器以判斷一手指的一物理性質之方法，該感測器係包括一個包含複數個量測元件的二維的量測配置，每一個量測元件係界定一在該量測配置中的量測元件位置，並且分別包括一藉由一介電結構來和該手指間隔開的手指電極。針對於每一個量測元件位置，該方法係包括以下的步驟：利用一第一電容組態來執行一第一感測操作、獲得針對於該第一電容組態的一第一量測值、利用一第二電容組態來執行一第二感測操作、獲得針對於該第二電容組態的一第二量測值。該手指的該物理性質係根據針對於每一個量測元件位置的該第一及第二量測值而被判斷出。

Description

具備不同的電容組態的指紋感測

本發明係有關於一種指紋感測系統以及一種判斷一手指的一物理性質之方法。

越來越多各種類型的生物識別的系統係被使用，以便於提供增進的安全性及/或強化的使用者便利性。

尤其，指紋感測系統由於其小的形狀因數、高的效能以及使用者的接受，因此已經被採用在例如是消費者電子裝置中。

在各種可利用的指紋感測原理中(例如是電容、光學、聲波、熱等等)，電容式感測是最普遍使用的，尤其是在其中尺寸及功率消耗是重要的議題的應用中。

電容式指紋感測器係大致提供一指出在數個感測結構的每一個以及一被置放在該指紋感測器的表面上、或是被移動橫跨該指紋感測器的表面的手指之間的電容的量測。

某些電容式指紋感測器係被動地讀出在該些感測結構以及該手指之間的電容。然而，此係需要在感測結構以及手指之間的一相當大的電容。因此，此種被動的電容式感測器通常是被設置有一覆蓋該些感測 結構的非常薄的保護層，其係使得此種感測器對於刮痕及/或ESD(靜電放電)相當敏感的。

US 7 864 992係揭示一種電容式指紋感測系統，其中一驅動信號係藉由發送脈衝到一被配置在該感測器陣列的附近之導電的結構而被注入到手指之中，並且量測在該感測器陣列中的感測結構所載有的電荷之所產生的變化。

此類型所謂的主動的電容式指紋感測系統大致係致能在一遠高於上述的被動系統的信號雜訊比之下，在手指以及感測結構之間的電容的量測。於是，此係容許有一更厚許多的保護塗層，並且因此有更強健的電容式指紋感測器，其可以內含在遭受到相當大的磨損的物品中，例如是行動電話。

然而，為了甚至進一步增大的強健度以及便於該指紋感測器整合到電子裝置中、等等，透過一非常厚的介電結構(其可以是數百微米厚的)致能的指紋感測是所期望的。譬如，透過一玻璃板或類似者(例如是一行動電話的表面玻璃覆蓋)來致能指紋感測可能是所期望的。

當透過此種厚的介電結構感測時，所產生的指紋影像的實際的解析度可被降低，因為每一個感測結構所看到的手指的面積係被增大。

為了減輕此問題，US 8 888 004係提出利用一核心為基礎的重建過程以從差動像素量測來重建形狀資訊。

儘管由US 8 888 004所提出的方法可能是潛在地有用於銳化該指紋影像，但是該建議的解決方案需要該指紋感測器能夠有可程式化的差動像素量測。再者，該建議的解決方案係被預期是相當複雜的，而且實 際上是難以實施的。

再者，提供該手指的除了該指紋圖案的一表示以外的另一物理性質的判斷將會是所期望的，例如是在該手指表面的濕度位準、或是有用於識別一欺騙嘗試的性質。

考慮到習知技術的上述及其它的缺點，本發明之一目的是用以提出改善的手指感測，尤其是透過一厚的介電結構。

根據本發明的一第一特點，其因此係提出一種利用一感測器以判斷一手指的一物理性質之方法，該感測器係包括一個包含複數個量測元件的二維的量測配置，每一個量測元件係界定一在該量測配置中的量測元件位置，並且分別包括一藉由一介電結構來和該手指間隔開的手指電極，該方法係包括以下的步驟：針對於每一個量測元件位置，利用一界定該量測元件位置的評估的量測元件、以及至少一界定一第一不同的量測元件位置的第一不同的量測元件以執行一第一感測操作，該評估的量測元件的該手指電極係呈現一第一手指電極電位，並且該第一不同的量測元件的該手指電極係呈現一不同於該第一手指電極電位的第二手指電極電位，以在該評估的量測元件的該手指電極以及該第一不同的量測元件的該手指電極之間提供一第一電位差；針對於每一個量測元件位置，根據來自該評估的量測元件以及該第一不同的量測元件中之一的一第一感測信號以獲得一第一量測值，此係產生複數個第一量測值；針對於每一個量測元件位置，利用該評估的量測元件、以及至少一界定一第二不同的量測元件位置的第二不同的量測元件以執行一第二感測操作，該評估的量測元件的該手指電 極係呈現一第三手指電極電位，並且該第二不同的量測元件的該手指電極係呈現一不同於該第三手指電極電位的第四手指電極電位，以在該評估的量測元件的該手指電極以及該第二不同的量測元件的該手指電極之間提供一第二電位差；針對於每一個量測元件位置，根據來自該評估的量測元件以及該第二不同的量測元件中之一的一第二感測信號以獲得一第二量測值，此係產生複數個第二量測值；以及根據該複數個第一量測值以及該複數個第二量測值來判斷該手指的該物理性質。

該手指的"物理性質"譬如可以是一指紋圖案的一表示、濕氣的一存在或分布、或是皮膚的電氣特性的一指示、等等。

在其中上述的物理性質是該手指的指紋圖案的一表示的實施例中，則該手指的指紋圖案的該表示並不一定需要是一數位的灰階影像，而是可以為指紋圖案資訊可從其推論的任何適當的表示。該指紋圖案的表示例如可以是原始的指紋影像資料、或者該資料可以是已經加以處理，並且於是可以用經調節的影像資料的形式、以指紋樣版資料、或是用任何其它形式來加以提供。

該些量測元件可以用任何適當的二維的量測配置來加以配置，例如是該些量測元件係以列與行而被配置於其中的一平面的陣列。然而，可以有其中該些量測元件並非以列與行配置的實施例。

每一個量測元件的該手指電極例如可以是用一金屬板的形式來加以提供。然而，應該注意到的是，該手指電極可被實現為任何適當的導電的結構。每一個量測元件都可以是一差動量測元件。在此種實施例中，每一個量測元件係包括至少兩個手指電極。

應注意到的是，該些量測元件的手指電極電位係在個別的感測操作期間被提供的。同樣應注意到的是，某些(至少一)手指電極電位可以是時變的，並且某些手指電極電位可以是固定的。

再者，該第二不同的量測元件係不同於該第一不同的量測元件。於是，該第二不同的量測元件位置係不同於該第一不同的量測元件位置。

本發明係基於理解到針對於一給定的量測元件位置，在界定該量測元件位置的評估的量測元件以及數個不同的量測元件之間的電容性耦合可被利用以估計在該評估的量測元件以及該手指的與該評估的量測元件直接相對的表面之間的電容性耦合。此電容性耦合的一量測可被稱為針對於該量測元件位置的一手指耦合值。

根據該些不同的量測元件是如何被控制的，該第一及第二感測操作可以同時發生、或是在時間上分開的。

在其中該評估的量測元件係在該第一感測操作中提供該第一感測信號，並且在該第二感測操作中提供該第二感測信號的實施例中，該第一及第二感測操作係在時間上分開的。

在其中該第一不同的量測元件係在該第一感測操作中提供該第一感測信號，並且該第二不同的量測元件係在該第二感測操作中提供該第二感測信號的實施例中，該第一及第二感測操作可以同時發生、或是在時間上分開的。

在各種的實施例中，上述的第一手指電極電位以及上述的第三手指電極電位可以是實質相同的。尤其，該第一及第三手指電極電位在 該些個別的感測操作中的不同的時間的振幅可以是實質相同的。"實質相同的"應該被理解為彼此接近的，例如在平均上彼此偏離小於5%。在其中該第一及第二操作同時發生的實施例中，該第一及第三手指電極電位係明顯相同的。

類似地，在各種的實施例中，上述的第二手指電極電位以及上述的第四手指電極電位可以是實質相同的。尤其，該第二及第四手指電極電位在該些個別的感測操作中的不同的時間的振幅可以是實質相同的。"實質相同的"應該被理解為彼此接近的，例如在平均上彼此偏離小於5%。

在其它實施例中，上述的第二手指電極電位以及上述的第四手指電極電位可以是不同的。尤其，該第二手指電極電位以及該第四手指電極電位可被選擇以提供增進的聚焦、或是手指濕氣的識別等等。該些電位可以根據計算、模擬來加以選擇、或是可以憑經驗地加以決定。

根據各種的手指電極電位是如何被選擇的，針對於每一個量測元件位置的手指耦合值可以用各種方式來加以判斷。若實質相同的手指電極電位被使用於該第一及第二(以及可能進一步的)不同的量測元件，則該些不同的感測信號(或是指出該些感測信號的量測值)可被指定不同的權重，並且接著加總起來(或是平均)以形成組合的量測值。若不同的手指電極電位係被選擇用於該第一及第二(以及可能進一步的)不同的量測元件，則該些不同的感測信號(或是指出該些感測信號的量測值)可以全部都被指定相同的權重，並且接著加總起來(或是平均)以形成組合的量測值。用於組合量測值的更先進的方案可被利用於獲得該物體(例如一手指)在該感測器的表面上的一更完全及/或更精確的表示。譬如，類似於那些被開發以用於電容 式斷層掃描的技術可以有利地加以利用。

該第一感測信號可以是在該評估的量測元件的該手指電極以及該第一不同的量測元件的該手指電極之間的電容性耦合的一指示，並且該第二感測信號可以是在該評估的量測元件的該手指電極以及該第二不同的量測元件的該手指電極之間的電容性耦合的一指示。由於該第一不同的量測元件以及該第二不同的量測元件是在相互不同的量測元件位置處，因此分別在該評估的量測元件的該手指電極以及該第一及第二不同的量測元件的該些手指電極之間的電容性耦合將會受到相對所牽涉到的量測元件(包含在皮膚的深度方向上)的皮膚的不同的部分的影響。

利用在不同的量測元件位置處的較大數量的不同的量測元件之較大數量的感測操作將會提供更多有關該皮膚的資訊，並且亦將會容許有在該評估的量測元件以及直接相對該量測元件位置(例如在其之上)的手指的部分之間的電容性耦合的精確的估計。然而，包含該評估的量測元件以及該第一及第二不同的量測元件的兩個感測操作已經會提供比單一感測操作更多的資訊，因而容許有改善的透過一厚的介電結構的手指感測。

根據實施例，提供該些感測信號的量測元件可被配置以感測該電容性耦合為藉由該些個別的手指電極所載有的電荷。

因此，在這些實施例中，該第一感測信號可以是指出一藉由該評估的量測元件以及該第一不同的量測元件中之提供該第一感測信號的該一個量測元件的該手指電極所載有的電荷；並且該第二感測信號可以是指出一藉由該評估的量測元件以及該第二不同的量測元件中之提供該第二感測信號的該一個量測元件的該手指電極所載有的電荷。

根據各種實施例，該第一不同的量測元件可被配置在相隔該評估的量測元件的一第一橫向的距離處(沿著該量測配置的表面)；並且該第二不同的量測元件可被配置在相隔該評估的量測元件的一第二橫向的距離處，該第二橫向的距離係不同於該第一橫向的距離。

在這些實施例中，該手指的該物理性質的該判斷可以進一步根據該第一橫向的距離以及該第二橫向的距離而定的。

再者，根據各種實施例，針對於每一個量測元件位置執行該第一感測操作的步驟可包括改變該第一電位差，以從在一第一時點是一第一電位差值成為在一第二時點是一第二電位差值；並且針對於每一個量測元件位置執行該第二感測操作的步驟可包括改變該第二電位差，以從在一第三時點是一第三電位差值成為在一第四時點是一第四電位差值。

以該第一感測操作作為一舉例說明的例子，當在該評估的量測元件的該手指電極的電位以及該第一不同的量測元件的該手指電極的電位之間的該第一電位差被改變時，藉由該評估的量測元件以及該第一不同的量測元件中之提供該第一感測信號的該一個量測元件的該手指電極所載有的電荷亦將會改變。在該電荷上的變化(其係產生自電位差上的一已知的改變)是在該評估的量測元件的該手指電極以及該第一不同的量測元件的該手指電極之間，透過一包含該保護的介電結構之介電結構以及被置放在該保護的介電結構的頂端上的手指的電容性耦合的一指示。

如同在以上進一步解說的，根據該些量測元件是如何被控制的，該第一感測操作以及該第二感測操作可以同時加以執行。在此種實施例中，該第一時點以及該第三時點可以重合，並且該第二時點以及該第四 時點可以重合。

在這些實施例中，針對於每一個量測元件位置，從該評估的量測元件以及該第一不同的量測元件中之一獲得該第一感測信號的步驟可包括在該第一時點取樣該第一感測信號，並且在該第二時點取樣該第一感測信號；並且針對於每一個量測元件位置，從該評估的量測元件以及該第二不同的量測元件中之一獲得該第二感測信號的步驟可包括在該第三時點取樣該第二感測信號，並且在該第四時點取樣該第二感測信號。

藉由取得在電位差上的變化之前及之後的取樣的值之間的差值，共模雜訊的影響可被降低。

如同在以上進一步所提及的，額外的感測操作將會改善該手指的該物理性質的該判斷，例如是該指紋圖案的表示。

根據實施例，本發明的方法因此可以進一步包括以下的步驟：針對於每一個量測元件位置，利用該評估的量測元件、以及至少一界定一第三不同的量測元件位置的第三不同的量測元件以執行一第三感測操作，該評估的量測元件的該手指電極係呈現一第五手指電極電位，並且該第三不同的量測元件的該手指電極係呈現一不同於該第五手指電極電位的第六電極電位，以在該評估的量測元件的該手指電極以及該第三不同的量測元件的該手指電極之間提供一第三電位差；並且針對於每一個量測元件位置，獲得來自該評估的量測元件以及該第三不同的量測元件中之一的一第三感測信號，其中，針對於每一個量測元件位置，針對於該量測元件位置的該手指耦合值係進一步根據該第三感測信號而定。

該第三不同的量測元件可被配置在相隔該評估的量測元件 的一不同於上述的第一及第二橫向的距離的第三橫向的距離處，並且該判斷可以進一步根據該第一、第二及第三橫向的距離而定。

根據本發明的一第二特點，其係提出有一種用於判斷一手指的一物理性質之手指感測系統，該手指感測系統係包括：一個包含複數個量測元件的二維的量測配置，每一個量測元件係界定一在該量測配置中的量測元件位置，並且分別包括一藉由一介電結構來和該手指間隔開的手指電極；連接至該量測配置的量測控制電路，以用於：控制該量測配置以針對於每一個量測元件位置，利用一界定該量測元件位置的評估的量測元件、以及至少一界定一第一不同的量測元件位置的第一不同的量測元件以執行一第一感測操作，該評估的量測元件的該手指電極係呈現一第一手指電極電位，並且該第一不同的量測元件的該手指電極係呈現一不同於該第一手指電極電位的第二手指電極電位，以在該評估的量測元件的該手指電極以及該第一不同的量測元件的該手指電極之間提供一第一電位差；以及控制該量測配置以針對於每一個量測元件位置，利用該評估的量測元件、以及至少一界定一第二不同的量測元件位置的第二不同的量測元件以執行一第二感測操作，該評估的量測元件的該手指電極係呈現一第三手指電極電位，並且該第二不同的量測元件的該手指電極係呈現一不同於該第三手指電極電位的第四手指電極電位，以在該評估的量測元件的該手指電極以及該第二不同的量測元件的該手指電極之間提供一第二電位差；以及信號處理電路，以用於：針對於在該量測配置中的每一個量測元件位置，根據來自該評估的量測元件以及該第一不同的量測元件中之一的一第一感測信號以獲得一第一量測值，此係產生複數個第一量測值；針對於在該量測配 置中的每一個量測元件位置，根據來自該評估的量測元件以及該第二不同的量測元件中之一的一第二感測信號以獲得一第二量測值，此係產生複數個第二量測值；以及根據該複數個第一量測值以及該複數個第二量測值來判斷該手指的該物理性質。

該量測控制電路以及該信號處理電路的每一個都可以用硬體、軟體、或是硬體及軟體的一組合來加以實施。再者，該二維的量測配置可以內含在一指紋感測器構件中，並且該量測控制電路及/或該信號處理電路的至少一部分可以內含在此種指紋感測器構件中。譬如，該量測配置以及該量測控制電路可以內含在該指紋感測器構件中，並且該信號處理電路可以至少部份地被設置在該指紋感測器構件的外部。

根據各種實施例，在該量測配置中的每一個量測元件可以是可控制以提供一感測信號的。換言之，每一個量測元件可以是可控制在至少一第一狀態，其中該量測元件係提供一感測信號並且該量測元件的該手指電極係呈現一給定的電位、以及一第二狀態，其中該量測元件並不提供一感測信號並且該量測元件的該手指電極係呈現另一不同於上述的給定的電位之電位之間。有利的是，每一個量測元件可以進一步是可控制到一第三狀態的，其中該量測元件並不提供一感測信號並且該量測元件的該手指電極係呈現該給定的電位。此第三狀態可被稱為一"非感測的"狀態。

根據各種實施例，在該量測配置中的每一個量測元件可包括：一電荷放大器，其係包括：一第一輸入；一第二輸入；一電容性耦合至該第一輸入的輸出；以及至少一在該第一及第二輸入與該輸出之間的放大器級。

在一電荷放大器中，在該第一輸入(通常被稱為該'負'輸入)的電位將會跟隨在該第二輸入(通常被稱為該'正'輸入)的電位。換言之，一在該第二輸入的電位上的改變係在該第一輸入的電位上產生一實質對應的改變。根據該電荷放大器的實際的組態，在該第一輸入的電位可以是與在該第二輸入的電位實質相同的、或是在該第一及第二輸入之間可以有一實質固定的電位差。譬如，若在該電荷放大器中的放大器級是具有單一感測電晶體的單級放大器，則該電位差可以是該感測電晶體的閘極-源極電壓。

再者，根據各種實施例，該手指感測系統可以額外包括提供激勵信號的電路，以用於達成上述的第一及第二電位差及/或用於提供一激勵信號至該手指及/或該量測配置的一參考電位平面。

在實施例中，該提供激勵信號的電路可以連接至該電荷放大器的每一個的第二輸入，並且被配置以選擇性地改變在該第二輸入的一電位，以藉此改變該手指電極的一電位。

該提供激勵信號的電路可以是切換電路，其係被配置以切換在兩個或多個被提供在不同的線上的不同的電位之間。替代或組合的是，該提供激勵信號的電路可包括至少一信號源，其係被配置以提供一時變的電位，例如是一方波電壓信號或一正弦波電壓信號。

再者，根據本發明的各種實施例的手指感測系統可以有利地內含在一電子裝置中，該電子裝置係進一步包括處理電路，其係被配置以：從該指紋感測系統獲得該指紋圖案的一表示；根據該表示來認證一使用者；以及只有若該使用者係根據該表示而被認證，才執行至少一使用者所請求的程序。該電子裝置例如可以是一例如為行動電話或平板電腦的手持 式通訊裝置、一電腦、或者是一例如為手錶或類似者的電子式可穿戴的物品。

透過本發明的此第二特點所獲得的進一步實施例及功效係大部分類似於以上針對於本發明的第一特點所述的那些實施例及功效。

總之，本發明係有關於一種利用一感測器以判斷一手指的一物理性質之方法，該感測器係包括一個包含複數個量測元件的二維的量測配置，每一個量測元件係界定一在該量測配置中的量測元件位置，並且分別包括一藉由一介電結構來和該手指間隔開的手指電極。針對於每一個量測元件位置，該方法係包括利用一第一電容組態以執行一第一感測操作、獲得針對於該第一電容組態的一第一量測值、利用一第二電容組態以執行一第二感測操作、獲得針對於該第二電容組態的一第二量測值的步驟。該手指的該物理性質係根據針對於每一個量測元件位置的該第一及第二量測值而被判斷出。

1‧‧‧行動電話

3‧‧‧指紋感測系統

5‧‧‧保護玻璃(保護介電頂端層)

7‧‧‧手指表面

9、9a、9b、9c‧‧‧量測元件

11‧‧‧手指區域

12‧‧‧指紋影像

13‧‧‧二維的量測配置

15‧‧‧感測器控制器

17‧‧‧信號處理電路

19‧‧‧手指電極

21‧‧‧電荷放大器

23‧‧‧選擇開關

25‧‧‧提供手指電極電位的電路

27‧‧‧運算放大器

29‧‧‧第一輸入(負輸入)

31‧‧‧第二輸入(正輸入)

33‧‧‧輸出

35‧‧‧回授電容器

37‧‧‧開關

39‧‧‧讀出線

41‧‧‧多工器

43‧‧‧取樣及保持電路

45‧‧‧類比至數位轉換器

59‧‧‧第一指紋影像

61‧‧‧第二指紋影像

63‧‧‧第三指紋影像

65‧‧‧組合的指紋影像

401、402、403、404、405、406、407、408、409‧‧‧步驟

601、602、603、604、605、606‧‧‧步驟

D‧‧‧不同的量測元件(評估的量測元件)

S‧‧‧評估的量測元件

S1‧‧‧第一不同的量測元件

S2‧‧‧第二不同的量測元件

SGND‧‧‧感測器接地

t1‧‧‧第一取樣時間

t2‧‧‧第二取樣時間

t3‧‧‧第三取樣時間

t4‧‧‧第四取樣時間

Vs‧‧‧感測信號

V1‧‧‧第一手指電極電位

V2‧‧‧第二手指電極電位

V3‧‧‧第三手指電極電位

V4‧‧‧第四手指電極電位

VN‧‧‧手指電極電位

△V1‧‧‧第一電壓差

△V2‧‧‧第二電壓差

本發明的這些特點及其它特點現在將會參考展示本發明的一範例實施例的所附的圖式來更詳細地加以描述，其中：圖1係概要地展示一種在一保護玻璃之下包括一電容式指紋感測器之電子裝置；圖2A是藉由利用一已知的電容式感測技術的單一感測元件所成像的手指表面的部分的概要圖示；圖2B是利用一已知的電容式感測技術而產生自在圖2A中的感測組態的一範例的模擬的指紋影像的一圖示； 圖3A是根據本發明的一實施例的一種指紋系統的概要的方塊圖；圖3B是在圖3A中的指紋感測系統的一部分的概要的橫截面圖；圖4是描繪根據本發明的一第一實施例的一種方法的流程圖；圖5A係概要地描繪一第一感測操作的一個例子；圖5B係概要地描繪一第二感測操作的一個例子；圖6是描繪根據本發明的一第二實施例的一種方法的流程圖；圖7係概要地描繪同時的第一及第二感測操作的一個例子；圖8A係概要地指出一第一量測元件組態；圖8B是產生自在圖8A中的量測元件組態的一範例的模擬的指紋影像的一圖示，其中該些手指電極係和該使用者的手指分開一300μm的保護玻璃；圖9A係概要地指出一第二量測元件組態；圖9B是產生自在圖9A中的量測元件組態的一範例的指紋影像的一圖示，其中該些手指電極係和該使用者的手指分開一300μm的保護玻璃；圖10A係概要地指出一第三量測元件組態；圖10B是產生自在圖10A中的量測元件組態的一範例的指紋影像的一圖示，其中該些手指電極係和該使用者的手指分開一300μm的保護玻璃；圖11A是具有不同的權重分別被指定至圖8B、圖9B及圖9C中的指紋影像的一組合的指紋影像；以及圖11B是和在圖2B中相同的指紋影像以用於比較。

在本詳細的說明中，根據本發明的手指感測系統及方法的各 種實施例係主要參考一種指紋感測系統及方法來加以敘述，其中單一第一不同的量測元件以及單一第二不同的量測元件係在該評估的量測元件的相同的側邊上被配置以和該評估的量測元件間隔開。

應注意到的是，此絕非限制藉由所附的申請專利範圍所界定的範疇，其同樣良好地例如包含具有用各種相關於該評估的量測元件的組態配置的複數個第一(第二)不同的量測元件之手指感測系統及方法。

再者，在此敘述的實施例中，提供該些感測信號的量測元件的該些手指電極係被保持在相關於一感測器接地電位的一固定的電位，同時時變的電位係被提供至該第一不同的量測元件以及該第二不同的量測元件(以及該第三不同的量測元件)，以便於達成所要的電位差。應注意到的是，所要的電位差可以用其它方式來加以達成。譬如，一時變的電位可被提供至提供該些感測信號的量測元件的該些手指電極，即如同在US 9,152,841中所描述的，該美國專利係藉此以其整體被納入作為參考。替代或組合的是，一時變的參考電位可被提供至該手指感測器，並且一時變的電位可以反相地被提供至不提供該感測信號的量測元件。此種提供電位的設計係被詳細地描述在US 9,383,876中，該美國專利係藉此以其整體被納入作為參考。

圖1係概要地描繪一用於根據本發明的一範例實施例的一手指感測裝置的應用，其係具有一帶有一整合的指紋感測系統3的行動電話1的形式。該指紋感測系統3例如可被使用於解鎖該行動電話1且/或用於授權利用該行動電話實行的交易、等等。如同在圖1中概要地指出的，該指紋感測系統3係被配置在該行動電話的一保護玻璃5之下，該保護玻 璃5譬如可以是在0.2-0.5mm厚的範圍中。

圖2A是接觸在圖1中的保護玻璃5的一手指表面7的一部分的立體圖。在圖2A中的保護玻璃5的感測器側邊上，對應於該指紋感測器的量測元件9的區域係概要地加以指出。在圖2A中的保護玻璃5、手指表面7、以及量測元件9的區域的尺寸係大致針對於根據本發明的手指感測系統的一範例實施例按照比例繪製的。

在習知的指紋感測系統的應用中，其中覆蓋該感測器表面的介電結構是相當薄的，例如是約0.1mm或更小，藉由一給定的量測元件所感測的手指表面的區域與該量測元件的區域並沒有非常的不同。此亦適用於已知其中一具有介電各向異性及/或一非常高的介電常數的保護結構(例如藍寶石)係被使用的指紋感測組態。

在較厚的介電保護塗層下(尤其是並不呈現介電各向異性及/或一非常高的介電常數的塗層)，已知的電容性量測技術將會利用每一個量測元件來執行空間的平均，即如同在圖2A中概要地指出的，其中藉由一給定的量測元件9所感測的手指區域11係概要地被指出。

在已知的電容性量測技術下，此空間的平均將會產生一模糊或是散焦的指紋影像。

此種模糊的指紋影像12的一個例子係被展示在圖2B中，其係為在圖2A中的利用一已知的電容式感測技術的感測組態的一模擬的結果。

圖3A是根據本發明的一實施例的一種手指系統3的概要的方塊圖。參照圖3A，根據本發明的此範例實施例的手指感測系統3係包括 一個包含複數個量測元件9的二維的量測配置13、具有一感測器控制器15的形式的量測控制電路、以及信號處理電路17。該些量測元件9將會在以下參考圖3B更加詳細地加以描述，其是在藉由圖3A中的線A-A'所指出的截面中的量測配置13的一部分的橫截面圖的電路圖。

在此上下文中，應注意到的是，在圖3A中的圖示是概要且簡化的。在根據本發明的實施例的一實際的手指感測系統中，該量測配置通常將會包括非常大量的量測元件。再者，對於一種每吋500像素的感測器而言，量測元件的陣列的一典型的間距可以是在50μm左右。

再者，該指紋感測系統3係在此概要地被指出為在一封裝中的單一構件或是一系統。然而，應該理解到該指紋感測系統3的功能可被分散在數個構件及/或軟體模組之間，例如是一指紋感測器構件以及一主機處理器，其可以是一所謂的信任的元件、或是一所謂的安全元件。該指紋感測系統3的功能亦可以是部份地被分散在此種信任的元件以及此種安全元件之間。

圖3B是在圖3A中的指紋感測系統的一部分的概要的橫截面圖，其中一手指7係被置放在該量測配置13的頂端上。該量測配置13係包括複數個量測元件9a-c。

如同在圖3B中概要地所示，每一個量測元件9a-c(元件符號係只針對於該些量測元件中之一來加以指出，以避免弄亂該圖式)係包括一保護介電頂端層5、一在該保護介電頂端層5下面的導電的手指電極19、一電荷放大器21、選擇電路，其在此係功能上被描繪為一簡單的選擇開關23，以用於容許一感測信號從該量測元件9a-c的獲得、以及提供手指電極電位 的電路25，以用於可控制地提供一所選的電位(固定或是時變的)至該手指電極19，即如同將會在以下更加詳細進一步描述者。

該電荷放大器21係包括至少一放大器級，其在此係概要地被描繪為一運算放大器(op amp)27，其係具有一連接至該手指電極19的第一輸入(負輸入)29、一連接至該提供手指電極電位的電路25的第二輸入(正輸入)31、以及一輸出33。此外，該電荷放大器21係包括一回授電容器35，其係連接在該第一輸入29與該輸出33之間、以及重置電路，其在此係在功能上被描繪為一開關37，以用於容許該回授電容器35的可控制的放電。該電荷放大器21可以藉由操作該重置電路37以放電該回授電容器35來加以重置。

如同對於一運算放大器27而言的通常的情形，在該第一輸入29的電位係跟隨被施加至該第二輸入31的電位。根據該特定的放大器組態，在該第一輸入29的電位可以是與在該第二輸入31的電位實質相同的、或是在該第一輸入29的電位以及在該第二輸入31的電位之間可以有一實質固定的偏移。

利用該提供手指電極電位的電路25，一可以是相關於一參考電位時變的、或實質固定的所要的電位可被提供至該手指電極。

譬如，該提供手指電極電位的電路25可被實施為一些可控制的開關，以用於可控制地連接該第二輸入31至一載有將被提供至該手指電極的所要的電位之所選的電壓線。或者是，該提供手指電極電位的電路可以是直接可連接至該手指電極19的，以直接提供該所要的電位至該手指電極。

透過該提供手指電極電位的電路25的控制，該手指電極19因此可以根據該特定的量測元件9的所要的功能而被提供有一所選的電位，即如同將會在以下更加詳細進一步描述者。

當一給定的量測元件(例如是在圖3B中的中心量測元件9b)將作用為一感測的量測元件時，其係能夠提供一指出在該感測的量測元件的手指電極以及另一量測元件，例如是相鄰的量測元件9a、9c的任一或兩者的手指電極之間的一電容性耦合的感測信號，該中心量測元件9b的提供手指電極電位的電路25例如可被控制以提供一相關於一感測器接地電位的實質固定的感測手指電極電位至該第二輸入31。同時，該些相鄰的量測元件9a、9c的提供手指電極電位的電路接著可被控制以提供一不同的感測手指電極電位至該些相鄰的量測元件9a、9c的第二輸入。此不同的感測手指電極電位可以是相關於一感測器接地電位時變的。

在圖3B中，該手指7係概要地被指出為"接地的"。應瞭解的是，該手指"接地"可以是不同於該感測器接地。譬如，該手指7可以是在該指紋感測系統3被納入於其中的電子裝置1的接地電位。或者是，該主體可被視為具有此種大的電性"塊"，該手指的電位係在一手指電極19的電位改變時維持實質固定的。

在該感測的量測元件9b的手指電極19以及該些相鄰的量測元件9a、9c的手指電極之間的電位差上的上述的改變係在該電荷放大器21的輸出33上產生一感測信號Vs。

當所指出的感測元件9b係如此被控制為一感測的量測元件時，該選擇開關23係被閉合以連接該電荷放大器21的輸出33至該讀出線 39。該讀出線39(其可以是用於該2D量測配置13的一列或是一行的一共同的讀出線)係在圖3B中被展示為連接至一多工器41。如同在圖3B中概要地指出的，從該量測配置13的其它列/行提供感測信號之額外的讀出線亦連接至該多工器41。

來自該感測的量測元件9b的感測信號Vs係藉由取樣及保持電路43來加以解調變。該取樣及保持電路43的輸出係連接至一類比至數位轉換器45，以用於對於每一個所選的感測的量測元件9b轉換藉由該取樣及保持電路輸出的類比DC電壓信號成為該量測值的一數位表示。

現在已經介紹本發明的指紋感測系統的一實施例，根據本發明的方法的一第一範例實施例將會在以下參考在圖4中的流程圖、以及所指出的額外的圖示來加以描述。

在第一步驟401中，一第一感測操作係針對於量測元件位置n而被執行。亦參照到圖5A，其係概要地展示在圖3A中的量測配置13的一部分，該第一感測操作係利用一在圖5A中藉由S指出的評估的量測元件(其係界定量測元件位置n)、以及一在圖5A中藉由D指出的第一不同的量測元件來加以執行。該第一不同的量測元件D係在此和該評估的量測元件(其在此是一感測的量測元件)S間隔開在圖5A中藉由一空的方形所指出的一非感測的量測元件。在圖5A的特定的例子中，在該感測的量測元件S的附近(例如，在十個量測元件之內)的所有其它量測元件也是非感測的量測元件。

如同在圖5A的電壓-時間圖中藉由該虛線概要地指出的，該評估的感測的量測元件S的手指電極係呈現一相對於感測器接地SGND的 第一實質固定的手指電極電位V1。該第一不同的量測元件D的手指電極係呈現一第二手指電極電位V2，其係在圖5A的該圖中藉由該實線來加以指出。如同在圖5A的電壓-時間圖中可見的，該第二手指電極電位V2是相對於SGND並且相對於該第一手指電極電位V1時變的，因而在該評估的感測的量測元件S的手指電極以及該第一不同的量測元件D的手指電極之間有一第一電壓差△V1。在圖5A的範例的量測組態中，該些非感測的量測元件係被控制以提供一手指電極電位VN，其係與該第一手指電極電位V1實質相同的。

在後續的步驟402中，一第一量測值係從該量測配置13，藉由該信號處理電路17根據來自該評估的感測的量測元件S的一第一感測信號來加以獲得的。為了降低共模雜訊的發生，本身眾所周知的相關雙取樣技術可以有利地被利用。參照圖5A及圖3B，該感測信號Vs的一第一樣本係藉由該取樣及保持電路43在一第一取樣時間t1來加以取得，並且該感測Vs的一第二樣本係藉由該取樣及保持電路43在一第二取樣時間t2來加以取得。在取樣的值之間的差值係藉由該類比至數位轉換器45而被轉換成為一針對於量測位置n的數位的第一量測值。

當上述的步驟401及402已經針對於在該量測配置13中的所有量測位置，藉由經過額外由步驟403及404所界定的迴圈來加以實行時，一完整的第一指紋影像已經加以獲得。

在由圖4的流程圖所描繪的範例實施例中，該方法接著係前進到步驟405，其中一第二感測操作係針對於量測元件位置n來加以執行。亦參照到圖5B，其係概要地展示在圖3A中的量測配置13的一部分，該第 二感測操作係利用在圖5B中藉由S指出的一評估的量測元件(其係界定量測元件位置n)、以及在圖5B中藉由D指出的一第二不同的量測元件來加以執行。該第二不同的量測元件D係在此和該評估的量測元件(其在此是一感測的量測元件)S間隔開兩個在圖5B中藉由空的方形所指出的非感測的量測元件。在圖5B的特定的例子中，在該感測的量測元件S的附近(例如，在十個量測元件之內)的所有其它量測元件也是非感測的量測元件。

在圖5B中的在該評估的量測元件S以及該第二不同的量測元件D之間的橫向的距離係大於在圖5A中的在該評估的量測元件S以及該第一不同的量測元件D之間的橫向的距離。

如同在圖5B的電壓-時間圖中藉由該虛線概要地指出的，該評估的感測的量測元件S的手指電極係呈現一相對於感測器接地SGND的第三實質固定的手指電極電位V3。該第二不同的量測元件D的手指電極係呈現一第四手指電極電位V4，其係在圖5B的該圖中藉由該實線來加以指出。如同在圖5B的電壓-時間圖中可見的，該第四手指電極電位V4是相對於SGND並且相對於該第三手指電極電位V3時變的，因而在該評估的感測的量測元件S的手指電極以及該第二不同的量測元件D的手指電極之間有一第二電壓差△V2。在圖5B的範例的量測組態中，該些非感測的量測元件係被控制以提供一手指電極電位VN，其係與該第三手指電極電位V3實質相同的。

在後續的步驟406中，一第二量測值係從該量測配置13，藉由該信號處理電路17根據來自該評估的感測的量測元件S的一第二感測信號來加以獲得的。為了降低共模雜訊的發生，本身眾所周知的相關雙取 樣技術可以有利地被利用。參照圖5B及圖3B，該感測信號Vs的一第一樣本係藉由該取樣及保持電路43在一第三取樣時間t3來加以取得，並且該感測Vs的一第二樣本係藉由該取樣及保持電路43在一第四取樣時間t4來加以取得。在取樣的值之間的差值係藉由該類比至數位轉換器45而被轉換成為一針對於量測位置n的數位的第一量測值。

當上述的步驟405及406已經針對於在該量測配置13中的所有量測位置，藉由經過額外由步驟407及408所界定的迴圈來加以實行時，一完整的第二指紋影像已經加以獲得。

最後，在步驟409中，一組合的指紋表示係根據該第一指紋影像以及該第二指紋影像來加以形成。此程序的一個例子將會在以下參考圖8A-B、9A-B、10A-B以及11A-B進一步加以描述。

在以上參考圖4中的流程圖以及在圖5A-B中的圖示所述的根據本發明的方法的第一實施例中，該評估的量測元件是一提供一感測信號的感測的量測元件。

在根據本發明的方法的一第二實施例中，該評估的量測元件並不提供一感測信號，而是該第一及第二不同的量測元件提供感測信號。根據這些感測信號，一組合的量測值(其係一針對於該評估的量測元件的手指耦合值)可加以決定。

參照在圖6中的流程圖，第一及第二感測操作係在一第一步驟601中，針對於量測元件位置n同時加以執行。

亦參照到圖7，其係概要地展示在圖3A中的量測配置13的一部分，該第一感測操作係利用在圖7中藉由D指出的一評估的量測元件 (其係界定量測元件位置n)、以及在圖7中藉由S1指出的一第一不同的量測元件來加以執行。該第一不同的量測元件S1係在此和該評估的量測元件D間隔開在圖7中藉由一空的方形所指出的單一非感測的量測元件。在圖7的特定的例子中，在該評估的量測元件D的附近(例如，在十個量測元件之內)的所有其它量測元件也是非感測的量測元件。

該第二感測操作(其係在此與該第一感測操作同時加以執行)係利用該評估的量測元件D、以及在圖7中藉由S2指出的一第二不同的量測元件。該第二不同的量測元件S2係比該第一不同的量測元件S1更進一步遠離該評估的量測元件D。

如同在圖7的電壓-時間圖中藉由該實線概要地指出的，該評估的感測的量測元件D的手指電極係呈現一相對於感測器接地SGND的第一時變的手指電極電位V1。該第一不同的量測元件S1的手指電極係呈現一實質固定的第二手指電極電位V2，其係在圖7的該圖中藉由該虛線來加以指出的。再者，該第二不同的量測元件S2的手指電極係呈現一實質固定的第四手指電極電位V4。在此特定的例子中，該第二手指電極電位V2係實質相同於該第四手指電極電位V4。應注意到的是，該第二手指電極電位V2以及該第四手指電極電位V4可以是相互不同的。

如同在圖7中的電壓-時間圖可見的，在該評估的感測的量測元件D的手指電極以及該第一不同的量測元件S1的手指電極之間有一第一電壓差△V1，並且在該評估的感測的量測元件D的手指電極以及該第二不同的量測元件S2的手指電極之間有一第二電壓差△V2。

在後續的步驟602中，一第一量測值係從該量測配置13， 藉由該信號處理電路17根據來自該第一不同的量測元件S1的一第一感測信號來加以獲得，並且一第二量測值係根據來自該第二不同的量測元件S2的一第二感測信號來加以獲得。為了降低共模雜訊的發生，本身眾所周知的相關雙取樣技術可以有利地被利用。參照圖7以及圖3B，針對於該第一不同的量測元件S1以及該第二不同的量測元件S2的感測信號Vs的一第一樣本可以藉由該取樣及保持電路43在一第一取樣時間t1來加以取得，並且該感測信號Vs的一第二樣本可以藉由該取樣及保持電路43在一第二取樣時間t2來加以取得。在取樣的值之間的差值係藉由該類比至數位轉換器45而被轉換成為數位的第一量測值以及第二量測值。

替代或額外的是，在來自該第一不同的量測元件S1以及第二不同的量測元件S2的感測信號之間的差值可加以獲得，以降低該共模信號的影響。

當上述的步驟601及602已經針對於在該量測配置13中的所有量測位置，藉由經過額外由步驟603及604所界定的迴圈來加以實行時，該方法係前進到步驟605，其中組合的量測值係根據上述的第一量測值以及第二量測值來加以決定。

最後，在步驟606中，一指紋表示係根據該些組合的量測值而被判斷出。

在利用不同的量測組態的感測操作中所獲得的量測值的一組合是如何可被利用於判斷一手指的一物理性質的一個例子現在將會參考圖8A-B、圖9A-B、圖10A-B以及圖11A-B來加以描述。在此例子中，該物理性質是該手指的指紋的一表現。尤其，一銳化的指紋影像係加以獲得。 應注意到的是，其它的權重可被指定到產生自該些不同的量測操作的不同的量測值，以達成一甚至更銳利的組合的指紋影像。亦應注意到的是，當組合利用該些不同的量測組態獲得的指紋影像時，該些不同的權重可被提供為與該些個別的量測操作有關的電壓、或是為其之一組合。再者，該手指的物理性質並不一定需要是使用於註冊或認證的指紋影像，而是該物理性質譬如可以替代的是橫跨該手指表面的濕氣分布的一指示、等等。最後，用在以下敘述的範例實施例的權重僅僅是例子而已。儘管這些範例的權重提供一改善的銳化的指紋影像，但將會可能的是決定其它將會提供一更為銳利的指紋影像的權重是高度可能的。

圖8A係概要地指出一第一量測元件組態，其係與在以上的圖5A中所示及敘述的量測元件組態相同的。

圖8B係展示產生自一利用在圖8A中的上述的第一量測配置組態的模擬的一第一指紋影像59。除了所用的量測配置組態以外，所有其它的模擬參數係與那些用於產生在圖2B中的指紋影像12的模擬相同的。

圖9A係概要地指出一第二量測元件組態，其係與在以上的圖5B中所示及敘述的量測元件組態相同的。

圖9B係展示產生自一利用在圖9A中的上述的第二量測配置組態的模擬的一第二指紋影像61。除了所用的量測配置組態以外，所有其它的模擬參數係與那些用於產生在圖2B中的指紋影像12的模擬相同的。

圖10A係概要地指出一第三量測元件組態，其中三個非感測的量測元件係分開該評估的(在此為感測的)量測元件S以及該第三不同的(在此為驅動的)量測元件D。

圖10B係展示產生自一利用在圖10A中的上述的第三量測配置組態的模擬的一第三指紋影像63。除了所用的量測配置組態以外，所有其它的模擬參數係與那些用於產生在圖2B中的指紋影像12的模擬相同的。

為了達到該指紋圖案的一所要的改善的表示，在圖8B中的第一指紋影像59、在圖9B中的第二指紋影像61、以及在圖10B中的第三指紋影像63係加以組合成為在圖11A中所示的組合的指紋影像65。該組合的指紋影像65已經是藉由形成該第一影像59、第二影像61以及第三影像63的一加權的每一像素的平均來加以形成。在圖11A的範例的組合的影像65中，被施加至該第一指紋影像59的量測值的第一相對的權重是'-1'，被施加至該第二指紋影像61的量測值的第二相對的權重是'+3'，並且被施加至該第三指紋影像63的量測值的第三相對的權重是'-2'。

比較此組合的指紋影像65與在圖2B中的指紋影像12(其係被重複為圖11B，以使得比較變得容易)，清楚的是即使來自利用不同的量測組態的不同的感測操作的量測值的一相當簡單的組合也會產生一更加非常銳利的模擬的指紋影像65。

熟習此項技術者係體認到本發明絕對不受限於上述的較佳實施例。相反地，在所附的申請專利範圍的範疇內，許多的修改及變化是可能的。

在申請專利範圍中，該字詞"包括"並不排除其它元件或步驟，並且該些不定冠詞"一"或是"一個"並不排除複數個。單一處理器或其它單元可以滿足在申請專利範圍中所闡述的數個項目的功能。事實上，某些 手段係被闡述在相互不同的附屬項申請專利範圍中，但此並非指出這些手段的一組合無法被有利地來利用。一電腦程式可被儲存/散佈在一適當的媒體上，例如是和其它硬體一起加以提供或是做為其它硬體的部分的一光學儲存媒體或一固態的媒體，但是亦可以用其它形式來加以散佈，例如經由網際網路或是其它有線或無線的電信系統。在申請專利範圍中的任何元件符號都不應該被解釋為限制範疇的。

Claims (15)

1. 一種利用感測器以判斷手指的物理性質之方法，該感測器係包括一個包含複數個量測元件的二維的量測配置，每一個量測元件係界定一在該量測配置中的量測元件位置，並且分別包括一藉由一介電結構來和該手指間隔開的手指電極，該方法係包括以下的步驟：針對於每一個量測元件位置，利用一界定該量測元件位置的評估的量測元件、以及至少一界定一第一不同的量測元件位置的第一不同的量測元件以執行一第一感測操作，該評估的量測元件的該手指電極係呈現一第一手指電極電位，並且該第一不同的量測元件的該手指電極係呈現一不同於該第一手指電極電位的第二手指電極電位，以在該評估的量測元件的該手指電極以及該第一不同的量測元件的該手指電極之間提供一第一電位差；針對於每一個量測元件位置，根據來自該評估的量測元件以及該第一不同的量測元件中之一的一第一感測信號以獲得一第一量測值，此係產生複數個第一量測值；針對於每一個量測元件位置，利用該評估的量測元件、以及至少一界定一第二不同的量測元件位置的第二不同的量測元件以執行一第二感測操作，該評估的量測元件的該手指電極係呈現一第三手指電極電位，並且該第二不同的量測元件的該手指電極係呈現一不同於該第三手指電極電位的第四手指電極電位，以在該評估的量測元件的該手指電極以及該第二不同的量測元件的該手指電極之間提供一第二電位差；針對於每一個量測元件位置，根據來自該評估的量測元件以及該第二 不同的量測元件中之一的一第二感測信號以獲得一第二量測值，此係產生複數個第二量測值；以及根據該複數個第一量測值以及該複數個第二量測值來判斷該手指的該物理性質。
2. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中：該第一感測信號係指出一藉由該評估的量測元件以及該第一不同的量測元件中之提供該第一感測信號的該一個量測元件的該手指電極所載有的電荷；以及該第二感測信號係指出一藉由該評估的量測元件以及該第二不同的量測元件中之提供該第二感測信號的該一個量測元件的該手指電極所載有的電荷。
3. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中：該第一不同的量測元件係被配置在相隔該評估的量測元件的一第一橫向的距離處；以及該第二不同的量測元件係被配置在相隔該評估的量測元件的一第二橫向的距離處，該第二橫向的距離係不同於該第一橫向的距離。
4. 根據申請專利範圍第3項之方法，其中該手指的該物理性質的該判斷係進一步根據該第一橫向的距離以及該第二橫向的距離而定的。
5. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中：針對於每一個量測元件位置執行該第一感測操作的步驟係包括改變該第一電位差，以從在一第一時點是一第一電位差值成為在一第二時點是一第二電位差值；以及 針對於每一個量測元件位置執行該第二感測操作的步驟係包括改變該第二電位差，以從在一第三時點是一第三電位差值成為在一第四時點是一第四電位差值。
6. 根據申請專利範圍第5項之方法，其中：針對於每一個量測元件位置，從該評估的量測元件以及該第一不同的量測元件中之一獲得該第一量測值的步驟係包括在該第一時點取樣該第一感測信號、以及在該第二時點取樣該第一感測信號；以及針對於每一個量測元件位置，從該評估的量測元件以及該第二不同的量測元件中之一獲得該第二量測值的步驟係包括在該第三時點取樣該第二感測信號、以及在該第四時點取樣該第二感測信號。
7. 根據申請專利範圍第1項之方法，其進一步包括以下的步驟：針對於每一個量測元件位置，利用該評估的量測元件、以及至少一界定一第三不同的量測元件位置的第三不同的量測元件以執行一第三感測操作，該評估的量測元件的該手指電極係呈現一第五手指電極電位，並且該第三不同的量測元件的該手指電極係呈現一不同於該第五手指電極電位的第六電極電位，以在該評估的量測元件的該手指電極以及該第三不同的量測元件的該手指電極之間提供一第三電位差；以及針對於每一個量測元件位置，根據來自該評估的量測元件以及該第三不同的量測元件中之一的一第三感測信號以獲得一第三量測值，此係產生複數個第三量測值，其中該手指的該物理性質係進一步根據該複數個第三量測值而被判斷出。
8. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中判斷該手指的該物理性質的步驟係包括以下的步驟：針對於每一個量測元件位置，根據針對於該量測元件位置的該第一量測值以及該第二量測值以決定針對於該量測元件位置的一組合的量測值；以及根據針對於在該量測配置中的每一個量測元件位置的該組合的量測值來判斷該手指的該物理性質。
9. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該手指的該物理性質是該手指的一指紋圖案的一表示。
10. 一種用於判斷手指的物理性質之手指感測系統，該手指感測系統係包括：一個包含複數個量測元件的二維的量測配置，每一個量測元件係界定一在該量測配置中的量測元件位置，並且分別包括一藉由一介電結構來和該手指間隔開的手指電極；連接至該量測配置的量測控制電路，以用於：控制該量測配置以針對於每一個量測元件位置，利用一界定該量測元件位置的評估的量測元件、以及至少一界定一第一不同的量測元件位置的第一不同的量測元件以執行一第一感測操作，該評估的量測元件的該手指電極係呈現一第一手指電極電位，並且該第一不同的量測元件的該手指電極係呈現一不同於該第一手指電極電位的第二手指電極電位，以在該評估的量測元件的該手指電極以及該第一不同的量測元件的該手指電極之間提供一第一電位差；以及 控制該量測配置以針對於每一個量測元件位置，利用該評估的量測元件、以及至少一界定一第二不同的量測元件位置的第二不同的量測元件以執行一第二感測操作，該評估的量測元件的該手指電極係呈現一第三手指電極電位，並且該第二不同的量測元件的該手指電極係呈現一不同於該第三手指電極電位的第四手指電極電位，以在該評估的量測元件的該手指電極以及該第二不同的量測元件的該手指電極之間提供一第二電位差；以及信號處理電路，以用於：針對於在該量測配置中的每一個量測元件位置，根據來自該評估的量測元件以及該第一不同的量測元件中之一的一第一感測信號以獲得一第一量測值，此係產生複數個第一量測值；針對於在該量測配置中的每一個量測元件位置，根據來自該評估的量測元件以及該第二不同的量測元件中之一的一第二感測信號以獲得一第二量測值，此係產生複數個第二量測值；以及根據該複數個第一量測值以及該複數個第二量測值來判斷該手指的該物理性質。
11. 根據申請專利範圍第10項之手指感測系統，其中在該量測配置中的每一個量測元件係可控制以提供一感測信號的。
12. 根據申請專利範圍第11項之手指感測系統，其中該感測信號係指出一藉由內含在該量測元件中的該手指電極所載有的電荷。
13. 根據申請專利範圍第11項之手指感測系統，其中在該量測配置中的每一個量測元件係包括： 一電荷放大器，其係包括：一第一輸入；一第二輸入；一輸出，其係電容性耦合至該第一輸入；以及至少一放大器級，其係在該第一及第二輸入、以及該輸出之間。
14. 根據申請專利範圍第10項之手指感測系統，其中該介電結構係包含一介電板，例如是一玻璃板。
15. 一種電子裝置，其係包括：根據申請專利範圍第10項之手指感測系統；以及連接至該手指感測系統的處理電路，以用於：從該手指感測系統獲得一指紋圖案的一表示；根據該表示來認證一使用者；以及只有若該使用者係根據該表示而被認證，才執行至少一使用者所請求的程序。