專利名稱：激活設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及電子設(shè)備的激活。
背景技術(shù)：
電子設(shè)備可以具有各種工作狀態(tài)，例如活動狀態(tài)和非活動狀態(tài)?；顒?狀態(tài)例如可以包括該電子設(shè)備處于全功能時的運行狀態(tài)。相反地，非活動 狀態(tài)例如可以包括該電子設(shè)備處于節(jié)能模式，如待機模式，的狀態(tài)。電子 設(shè)備例如可以通過預先定義的激活輸入，例如按下輸入鍵或數(shù)個輸入鍵的 組合、啟動某開關(guān)、打開電子設(shè)備的蓋子等，而被從非活動狀態(tài)激活。但 是上述激活設(shè)備容易由于輸入鍵的無意的動作而被不需要地激活和/或增大 電子設(shè)備的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
這里公開了一種激活設(shè)備以及一種基于傳感器如指紋傳感器的激活過 程。在一種實現(xiàn)中，該激活設(shè)備被配置為將電子設(shè)備激活進入活動狀態(tài)。 激活設(shè)備例如可以包括傳感器、濾波器和閾值檢測器。傳感器可以響應于 指紋的脊線和谷線而產(chǎn)生電子信號。濾波器可以接收該電子信號并對其進 行濾波，以產(chǎn)生濾波后的電子信號。閾值檢測器可以接收濾波后的電子信 號，并在濾波后的電子信號超過閾值時提供激活信號。
在一種實現(xiàn)中，激活過程檢測到指紋的脊線和谷線經(jīng)過并生成相應的 電子信號。該電子信號被濾波而產(chǎn)生濾波后的電子信號，并且當濾波后的 電子信號的平均電平超過閾值保持一段預定時間段時生成激活信號。


圖1描述了配備有傳感器的便攜式電子設(shè)備。
圖2描述了示例性傳感器的橫截面視圖。圖3是示例性激活控制電路的方框圖。
圖4是另一示例性激活控制電路的方框圖。
具體實施例方式
圖1描述了配備有傳感器12的便攜式電子設(shè)備10。在一種實現(xiàn)中，該 便攜式電子設(shè)備10可以是移動電話，而傳感器12可以是指紋傳感器。在 圖1中，移動電話10例如可以具有待機功能，以使能耗最小化。設(shè)備10 可以包括硬件和/或軟件，用于在一段預定時間的空閑之后自動切換至待機 模式。所示的移動電話10包括指紋傳感器12以及相關(guān)電路以確保用戶的 識別以及許可用戶的操作。
在一種實現(xiàn)中，指紋傳感器12包括掃描傳感器(sweepingsensor)，其包 括若干行多個像素的窄帶，用于在指紋被掃描時提供連續(xù)的指紋圖像數(shù)據(jù)。 指紋的表示可通過對提供的指紋圖像數(shù)據(jù)進行組合來重建。這種類型的示 例性傳感器12在專利FR-A-2 749 955中進行了描述。
在一種實現(xiàn)中，當電子設(shè)備10處于待機模式時，指紋傳感器12可以 是非活動的。但是，傳感器12的一部分可以維持在活動狀態(tài)并使得容易激 活。在一種實現(xiàn)中，指紋傳感器12中的一個或多個像素可以維持在活動狀 態(tài)。
指紋傳感器12例如可以是熱電或壓電(熱電或壓電材料通常都具有熱 電和壓電特性)敏感薄膜傳感器，即，該傳感器中的像素對于直接或幾乎直 接接觸敏感薄膜的指紋脊線的溫度或壓力敏感，并且對于脊線缺失，即指 紋谷線，也同樣敏感。
重激活像素，即一個或數(shù)個維持在活動狀態(tài)的像素，可以放置在指紋 檢測像素帶附近，或者作為帶本身的一部分。在第二種實現(xiàn)中，提供了一 種處理來讀取來自這些重激活像素的信號，以使得不需要使整個帶處于活 動狀態(tài)。
圖2說明了一個示例性傳感器12的橫截面視圖。手指正在掃過傳感器 12。傳感器12的橫截面視圖描繪了三個像素行Ll、 L2和L3以及一個用于 重激活的相鄰像素Pr的帶。重激活像素Pr例如可以與帶中的其他像素相類 似。在一種實現(xiàn)中，相鄰像素Pr是獨立的像素，并在每一邊測量大約50
5毫米。但是還可以使用其他像素尺寸。
對來自像素Pr的信號的處理在圖3中示出，圖3是示例性激活控制電 路的方框圖。
重激活像素Pr向放大器A提供表示指紋脊線和谷線滾動的信號，該放 大器A當電子設(shè)備10處于待機模式時保持活動狀態(tài)。來自放大器A的信 號被傳輸給濾波器FB。濾波器FB例如可以對來自像素Pr的信號進行帶通 濾波，以只保留兩個頻率Fl和F2之間的頻譜。選擇Fl和F2之間的頻率 以使得區(qū)間Fl-F2包含代表手指指紋的脊線和谷線以預期速度移過該像素 的信號的主要變化頻率。例如，預期速度可以是大約4-40cm/s。這些值是 作為例子給出的，因為它們實際地表示了通過將其手指掃過傳感器來請求 重新激活該裝置的人的手指的移動。但是其他的速度也可以使用。對頻率 Fl和F2的選擇可以基于指紋的尺寸以及選擇的速率。例如，如果典型的指 紋谷線距是450毫米，那么頻率Fl和F2可以具有下列數(shù)量級:Fl從100Hz 到200Hz， F2從1000Hz到3000Hz。
帶寬濾波器FB例如可以包括串聯(lián)的單個電容，用以消除音頻頻率，包 括信號的連續(xù)分量，其后跟著一帶寬濾波器。電容可以消除或減弱低于Fl 的頻率，而帶寬濾波器可以設(shè)置為減弱或消除高于F2的頻率，即不能高度
代表手指故意掃過傳感器的那些頻率。
被濾波的信號被提供給檢測器RD。在一種實現(xiàn)中，檢測器RD例如可 以包括平均值檢測器RD。在一種實現(xiàn)中，平均值檢測器RD生成一輸出信 號，該輸出信號基于對帶寬濾波器FB輸出的信號的低頻濾波與整流。在本 說明書中，對平均值檢測器的引用是在最寬泛意義上做出的，它可以是平 均值檢測器或者峰值檢測器。在一般意義下考慮的該平均值檢測器提供表 示被濾波的信號變化的總體平均幅度的信號。
平均值檢測器RD的輸出施加到閾值檢測器DTH。如果平均值超過了 預定閾值，則檢測器DTH提供一個信號來重新激活整個移動設(shè)備IO，或者 其子系統(tǒng)。如果平均值未超過該閾值，則會認為沒有請求重激活，并且檢 測器DTH不會提供重激活信號。
檢測信號不出現(xiàn)可能是由于手指未在傳感器12上掃描，未成功掃描， 掃描過慢，或掃描過快引起的。在任一情況下，設(shè)備10不被重新激活，并等待下一次手指掃描。
圖4是另一示例性激活控制電路的方框圖。圖4的電路與圖3的電路 類似，除了閾值檢測器DTH與電路DD相連，該電路DD能夠檢測來自閾 值檢測器的輸出信號存在的最小持續(xù)時間。電路DD例如能夠從DTH接收 檢測信號，然后以相對于檢測信號延時Tmin來觸發(fā)脈沖傳輸(單穩(wěn)態(tài)觸發(fā) 器可以執(zhí)行該功能)。示例性地，與邏輯門能夠接收檢測信號以及延遲的脈 沖。從而，重激活信號僅當閾值檢測器信號在持續(xù)時間Tmin以外仍然存在 時才被生成。如果閾值檢測器DTH的輸出信號在Tmin以前停止，貝杯會 傳輸重激活信號。
在另一種實現(xiàn)中，用戶可能被要求以相反方向掃描手指兩次。重激活 電路例如可以利用時間相關(guān)的序列檢測器。例如，重激活電路可以包括具 有時間相關(guān)序列模板的結(jié)構(gòu)來自閾值檢測器的信號必須符合該模板以觸 發(fā)重激活信號。通常地，重激活電路可以包括硬件和/或軟件，用于執(zhí)行一 算法，該算法不引起重激活信號的傳輸，除非下列條件滿足
-未超出(超過)閾值持續(xù)至少0.5秒；
-然后檢測到超出，持續(xù)至少0.1秒至多0.5秒；
-然后無超出，持續(xù)至少0.1秒至多0.5秒；
-然后檢測到超出，持續(xù)至少0.1秒至多0.5秒；
-最后無任何超出，持續(xù)至少0.1秒。
上述示例性算法檢測表示用戶手指沿兩個方向掃描的情況。也可以使 用其他時間段。
因此，在這種示例性實現(xiàn)中，如果閾值超出檢測器提供的超出信號的 持續(xù)時間落入初始持續(xù)時間范圍內(nèi)，隨后未出現(xiàn)任何超出信號的持續(xù)時間 包含在第二持續(xù)時間范圍內(nèi)，最后出現(xiàn)另一超出信號的持續(xù)時間包含在第 三持續(xù)時間范圍內(nèi)，則重激活電路使得能夠傳輸活動模式切換信號。這三 個范圍可以如上述例子中所給出的那樣是相同的，也可以采用其他的范圍。
在另一種實現(xiàn)中，對指紋掃描敏感的傳感器不僅包括第一重激活像素 Pr，還包括第二重激活像素Pr'。來自這兩個像素的信號被施加到手指掃描 方向檢測電路DS。該電路可以基于來自每個像素的時間相關(guān)信號的相關(guān) 性。如果來自Pr的時間相關(guān)信號與從Pr，得到的延遲了時間間隔dT的信號之間有強相關(guān)性，則這種相關(guān)性就顯示出像素Pr，在像素Pr之前發(fā)現(xiàn)手指。 相反地，如果來自Pr'的時間相關(guān)信號與來自Pr'的延遲信號之間有強相關(guān) 性，則表示像素Pr在像素Pr'之前發(fā)現(xiàn)手指?？梢岳萌舾蓚€相繼的延遲 dT、 2dT等來探尋相關(guān)性，直到找到顯著的相關(guān)性為止。相關(guān)性可以包括 對兩個信號在某個時間段中做減法并計算出該時間的差分信號能量。
確定手指經(jīng)過的方向后，可以對相關(guān)事項作出安排，從而僅當對于手 指掃描的每個方向，所檢測并濾波后的信號的平均電平超過閾值持續(xù)一最 小預定持續(xù)時間時才發(fā)送重激活信號。
也可以考慮其他實現(xiàn)，例如其中要求掃描手指三次而不是兩次。
在一種實現(xiàn)中，濾波FB及檢測DTH的功能和算法是通過放大器A輸 出的信號的數(shù)字化來數(shù)字化地實現(xiàn)的。數(shù)字化實現(xiàn)可以比基于電容和電阻 的模擬濾波器使用更少的硅表面，并且還提供對模板的更多實際調(diào)整，因 為可以通過使用存儲器寄存器(易失性的或非易失性的)編程的方式來安排。
但是也可以使用模擬實現(xiàn)。本書面說明闡述了本發(fā)明的最佳模式，并 給出了描述本發(fā)明以及使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明的例 子。本書面說明并不將本發(fā)明限制為所闡述的準確術(shù)語。因此，雖然通過 參考上面給出的實例對本發(fā)明進行了詳細描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 可以在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，對所述實例進行更改、修改和變形。
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權(quán)利要求
1、 一種設(shè)備，用于重新激活具有活動模式和待機模式的電子裝置，所 述設(shè)備被設(shè)計為將所述裝置從待機模式切換至活動模式，所述設(shè)備包括基 本傳感器、帶寬濾波器和平均信號電平閾值檢測器，所述基本傳感器能夠 提供與所述傳感器前方的指紋的脊線和谷線的掃描相對應的可變電平的電 子信號，所述帶寬濾波器用于接收所述電子信號并提供濾波后的信號，該 濾波后的信號在確定頻帶之外的變化減弱，所述平均信號電平閾值檢測器 用于僅當所述濾波后的信號在預定的最小時間段期間超過預定閾值時提供 用于重新激活所述裝置的活動模式控制信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的重激活設(shè)備，其中所述基本傳感器包括敏感 區(qū)域，該敏感區(qū)域的尺寸小于指紋的脊線和谷線之間的通常間隙，通常其 測量值小于100微米。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括用于當所述濾波后 的信號超出閾值的持續(xù)時間包含于兩個預定值之間時，使得能夠傳輸所述 活動模式控制信號的模塊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括用于當所述平均信 號閾值檢測器指示超出所述閾值的持續(xù)時間落入初始持續(xù)時間范圍內(nèi)，隨 后未出現(xiàn)任何超出的持續(xù)時間包含在第二持續(xù)時間范圍內(nèi)，最后出現(xiàn)另一 超出的持續(xù)時間包含在第三持續(xù)時間范圍內(nèi)時，使得能夠傳輸所述活動模 式控制信號的模塊。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述基本傳感器具有與所述最先 提到的敏感區(qū)域相似的至少一個第二敏感區(qū)域(Pr，)，每個敏感區(qū)域提供各 自的信號，并且其中所述重激活設(shè)備包括用于下述操作的模塊-根據(jù)兩個信號確定所述指紋移動的方向，-如果在確定的時間間隔內(nèi)檢測到至少兩個連續(xù)的沿不同方向的手指掃描，并且如果在該確定的時間間隔內(nèi)，對于每個掃描，來自所述敏感區(qū)域 中的至少一個的信號高于所述閾值并持續(xù)最小持續(xù)時間，則允許傳輸所述 活動模式控制信號。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述傳感器是壓電或煙火薄膜傳 感器，或電容式檢測傳感器，或使用射頻信號的有源檢測傳感器，或使用 透射或反射的光學傳感器。
7、 一種過程，用于重新激活具有活動模式和待機模式的電子設(shè)備，該過程包括下述步驟-當指紋在對移動敏感的傳感器前方移動時，檢測該指紋的脊線和谷線 的經(jīng)過，并生成與該移動相對應的可變電平信號，-在帶寬濾波器中對所述可變電平信號進行濾波，以減弱該信號在確定 頻帶之外的變化，該確定頻帶表征指紋在所述傳感器前方的掃描。-以及當濾波后的信號的平均電平超過確定的閾值并持續(xù)確定的最小時 間段時，提供活動模式控制信號。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的過程，包括檢測所述手指沿第一方向的經(jīng)過 然后沿第二方向的經(jīng)過，僅當對于手指經(jīng)過的每個方向，所述濾波后的信 號的平均電平超過所述閾值并持續(xù)確定的最小時間時才提供所述活動模式 控制信號。
9、 一種電子裝置，其具有活動模式和待機模式，還具有指紋閱讀器以 提供使用安全性，所述裝置包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于重新激活所述 裝置的設(shè)備，其中所述設(shè)備的基本傳感器包括至少一個形成在所述指紋閱 讀器中的敏感像素，當所述閱讀器的其余部分處于待機模式時所述至少一 個像素維持在活動模式。
全文摘要
激活過程檢測指紋脊線和谷線的經(jīng)過并生成相應的電子信號。對該電子信號進行濾波以產(chǎn)生濾波后的電子信號，并且當該濾波后的電子信號的平均電平超過閾值時生成激活信號。
文檔編號H04M1/66GK101313562SQ200680043962
公開日2008年11月26日 申請日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者讓-弗朗索瓦·曼蓋 申請人:Atmel瑞士公司