具有旋转手势功能的指纹传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种具有用于采集操作人员的手指(2)表面典型特征的采集表面(4)以及相关分析单元(13)的指纹传感器(8)，其中，分析单元(13)和指纹传感器(8)设计为，可以采集手指(2)的典型特征(10)在采集表面(4)上的移动；此外分析单元(13)设计为，可以对手指(2)的旋转移动进行识别，如果通过旋转移动限定的旋转轴(11)与采集表面(4)相交，则为旋转移动的参数(14)关联一控制参数的变化。

A fingerprint sensor with the function of rotating gestures

The present invention relates to a fingerprint sensor (8) having a collection surface (4) and a correlation analysis unit (13) for collecting an operator's finger (2) surface, in which an analysis unit (13) and a fingerprint sensor (8) are designed to capture the movement of the typical feature (10) of the finger (10) on the acquisition surface (4); and in addition to the analysis sheet. The element (13) is designed to identify the rotation of the finger (2), and if the rotation moving axis (11) intersects the acquisition surface (4) through the rotation movement, the parameter (14) of the rotation movement (14) is associated with the change of the control parameters.

【技术实现步骤摘要】
具有旋转手势功能的指纹传感器
本专利技术涉及一种指纹传感器以及一种包括指纹传感器的人机界面。指纹传感器通常用于实现人机界面的个性化设定。借助人机界面可以操作设备，例如机动车。其中尤其需要输入装置，例如形式为按钮、触摸屏、触摸板和/或类似的输入装置。此外，机动车的人机界面通常还具有方向盘，借助该方向盘可以输入用于控制机动车横向动力的转向指令。此外，机动车的人机界面还具有显示装置，借助该显示装置可以提供操作指令的反馈、操作提示和/或机动车用户的信息。
技术介绍
对机动车人机界面进行个性化设定是公知的，从而针对不同的用户构成差异化的人机界面配置和/或状态。DE102005042830A1涉及一种用户专用的设置车辆内部功能和/或设备的装置和方法，其中，针对至少一个用户分别在车辆内部计算单元的存储器和/或便携式存储单元中存储用户专用的数据组，该数据组至少包含一份用户的个人用户特征，可根据至少一个用户标志识别用户，借助用户个人特征对车辆内部的功能和/或设备自动进行用户专用的配置，对至少包含用户个人特征的用户专用数据组部分进行编码以及仅在借助个人标志成功识别用户后进行解码。尤其是借助适当的设备对用户进行生物识别。例如，该设备具有用于扫描指纹的扫描仪。DE19941947A1涉及一种用于组合仪表和中央显示器的操作元件，对此，该操作元件被集成在机动车方向盘中，其中，用于中央显示器的操作元件被安排在方向盘的朝向中央显示器的一侧，用于组合仪表的操作元件被安排在方向盘的朝向组合仪表的一侧。此外，指纹传感器被用于游标控制，以便对电子显示器上的游标进行控制。此外还公开了在叠加多个手指(多点触控)的情况下在触摸敏感的输入面上输入旋转手势以及该手势被分析单元识别的方案。其缺点在于，该方案需要相对较大的输入面结构空间，此外，该多点触控手势和已经习惯传统旋转调节器操作的操作人员熟知的输入方法完全不同。
技术实现思路
在该背景下，需要一种使用结构空间尽可能小的输入装置进行旋转手势输入的解决方案。该任务通过根据权利要求1所述的指纹传感器或者根据权利要求4所述的人机界面加以解决。类似的有利应用以及相应的输入方法是独立权利要求的说明对象。有利的实施例是各从属权利要求的说明对象。其中，需要指出的是，在权利要求中单独说明的特征可以以任意的、技术上可行的方式相互组合，并构成本专利技术的其他实施例。此外，本说明、尤其是结合附图的说明阐述了本专利技术的特征和特点。本专利技术涉及一种具有用于采集操作人员手指典型特征(例如：手指的指纹)的采集表面的指纹传感器以及相关的分析单元。该指纹传感器(也称作指纹扫描仪或者指纹结构传感器)具有一种通常为平面的采集表面，用于放置和采集操作人员手指的指纹。例如，涉及一种适合至少在某些区域中采集手指指纹，尤其是其乳头状突起线的指纹传感器。该指纹传感器也称为全自动指纹传感器。根据本专利技术，存在大量可用于采集指纹的不同方法。包括：光学传感器、电场传感器、高分子TFT传感器(TFT——薄膜晶体管)、热传感器、电容传感器、无接触3D传感器和超声波传感器。根据本专利技术的指纹传感器是生物识别传感器的特殊形式，指的是生物识别系统的硬件部件，该部件首先提供生物识别测量数据。此外，该传感器还包含分析单元。根据使用的生物识别方法，根据本专利技术，可以使用不同类型的传感器：光学传感器使用光线进行指纹的图像识别。电场传感器测量在发送微型电信号过程中手指表面突起部电场的局部变化。高分子TFT传感器测量在手指置于高分子基层上时在接触点发出的光线。热传感器记录放置手指的热量图。对于电容传感器来与，其采集表面和手指表面共同构成电容器，其容量由于皮肤的突起部(突起和凹陷处)会发生变化。对该局部变化进行测量，由于其典型的特征，该变化可用于表征指纹。根据本专利技术，优选使用光学或者电容指纹传感器，最为优选的方案是使用电容指纹传感器。根据本专利技术，分析单元和指纹传感器设计为，可以采集手指的典型特征(例如：乳头状突起线)的移动，从而采集手指在采集表面上的旋转输入。除了对静止手指(扫描模式)的指纹进行采集，也公开了一种通过指纹传感器对手指移动(控制模式)进行采集的方法。即使根据本专利技术未强制规定扫描模式，而是仅规定了控制模式，对其实施例而言可以理解的是，两种模式可以由操作人员和/或分析单元加以选择。在一实施例中规定，手指的移动根据指纹传感器生成的斑纹干涉模型在上述控制模式中进行光学识别。优选规定，手指的移动，即相关典型特征或者指纹如上文所述以电容感应的方式进行识别。例如，在采集接触采集表面的手指表面的典型特征或者整个表面结构的过程中，对手指表面的与乳头状突起线相关的特征或者其他特性化特征进行采集，并确定其在旋转移动时的位置变化，以便由此推导出旋转移动的参数，例如旋转角度和旋转点。由此，分析单元设计为，不仅可以定量识别手指的旋转移动，而且可以对旋转移动的参数(例如旋转角度、旋转速度，尤其是旋转点)进行测定，以便在由旋转移动限定的旋转点位于采集表面内，即相关的旋转轴与采集表面相交时，为其关联一控制参数的变化。在一实施例中，仅当限定的旋转点位于采集表面内时才进行上述关联。根据本专利技术，旋转轴或者其与采集表面的交点，即旋转点，通过采集到的乳头状突起线或者重要结构的位置变化加以说明，例如在进行旋转移动后或者在旋转移动过程中进行的采集。对于专业人员而言，相关的分析方法已经作了公开，此外比较熟悉的方案是，此处并不强制需要所有的乳头状突起线以及独特的结构围绕特殊的点进行旋转移动，而是需要进行统计分析和鉴定，在该统计分析和鉴定中考虑所采集的独特结构的整体或者所采集的乳头状突起线的整体，必要时进行加权。此外，需要说明的是，根据分析，手指尖部在采集表面的旋转移动以手指在原位的旋转形式进行识别，并为该手势关联一控制参数的变化。例如规定对某个参数(例如旋转角度)的控制参数按比例进行变化。由此只需要较少的操作面积即可实现输入，且和操作人员在通过上述旋转调节其的旋转按钮进行输入时可能的操作习惯非常类似。如果手指在旋转移动时覆盖整个采集表面，在设计分析单元时优选为手指的旋转移动参数关联一控制参数的变化。该采集表面具有1cm2或者更小的面积。此外，本专利技术还涉及一种人机界面，其包括输入装置和固定在输入装置上的上述实施例的指纹传感器。该输入装置优选为方向盘。例如将指纹传感器固定在方向盘的方向盘轮圈上，其中，采集表面被集成在方向盘轮圈的表面。进一步优选的方案是，指纹传感器被固定在方向盘的方向盘辐条中，并使得采集表面被集成在方向盘辐条中，由此可以形成特别符合人体工学的旋转输入位置，在该位置，大拇指作为输入手指通过抓握方向盘轮圈的食指可以得到可靠的支撑，以便实施根据本专利技术所需的旋转移动。根据人机界面的另一实施例，相关的输入装置包括一个或者多个对触摸敏感的输入面，例如触摸板或者触摸屏。相关的指纹传感器布置为，采集表面被集成在对触摸敏感的输入面中，或者采集表面和输入面相邻，例如相互相邻并间隔一定距离。也可以在输入面中设有一种可分辨位置的触摸识别装置。例如在输入面上设有一种触摸电容识别装置以及一种在采集表面具有各自相关电极结构的指纹电容采集装置。例如，在采集表面区域设有一种高分辨率电极结构，而在输入面区域设有一种在触摸识别时可提供较低位置分辨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指纹传感器(8)，具有用于采集操作人员的手指(2)表面典型特征(10)的采集表面(4)，以及具有相关的分析单元(13)，其中，分析单元(13)和指纹传感器(8)设计为采集手指(2)的典型特征(10)在采集表面(4)上的移动；以及分析单元(13)设计为，借助相关参数识别手指的旋转运动，其中该相关参数包括旋转点(11)，如果由旋转移动限定的以及由分析单元(13)识别到的旋转点(11)位于采集表面(4)范围内，则为旋转移动的参数(14)关联一控制参数的变化。

【技术特征摘要】
2016.10.18 DE 102016119844.71.一种指纹传感器(8)，具有用于采集操作人员的手指(2)表面典型特征(10)的采集表面(4)，以及具有相关的分析单元(13)，其中，分析单元(13)和指纹传感器(8)设计为采集手指(2)的典型特征(10)在采集表面(4)上的移动；以及分析单元(13)设计为，借助相关参数识别手指的旋转运动，其中该相关参数包括旋转点(11)，如果由旋转移动限定的以及由分析单元(13)识别到的旋转点(11)位于采集表面(4)范围内，则为旋转移动的参数(14)关联一控制参数的变化。2.根据权利要求1所述的指纹传感器(8)，其中，分析单元(13)设计为，如果手指(2)在旋转移动过程中覆盖整个采集表面(4)，则为手指(2)旋转移动的参数(14)关联一控制参数的变化。3.根据上述权利要求其中任意一项所述的指纹传感器(8)，其中，采集表面(4)具有1cm2或者更小的面积。4.一种人机界面(1)，其具有输入装置(3)以及根据上述权利要求中任意一项所述的、固定在输入装置(3)上的指纹传感器(8)。5.根据上述权利要求所述的人机界面(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·厄恩斯特，
申请(专利权)人：普瑞有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE