指纹感测与体域网通信系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于使用用户身体作为通信介质与电子单元进行通信的组合式指纹感测与体域网通信系统，其包括：感测装置和体域网通信电路。该系统能够在以下两个状态间进行控制：指纹感测状态，在该状态下，对应于手指电位的第一信号被提供给连接电极并且读出电路被控制以提供指示每个感测结构与用户的手指之间的电容式耦合的感测信号；以及体域网通信状态，在该状态下，第二信号通过电子单元和体域网通信电路中的第一个被提供给连接电极，被提供给电子单元和体域网通信电路中的另一个。

Fingerprint sensing and somatic area network communication system

The present invention relates to a combined fingerprint sensing and body area network communication system used to communicate with a user's body as a communication medium and an electronic unit, which includes a sensing device and a somatic network communication circuit. The system can be controlled between the following two states: fingerprint sensing state, in which the first signal corresponding to the finger potential is provided to the connection electrode and the read-out circuit is controlled to provide a sensing signal indicating capacitive coupling between each sensing structure and the user's finger; and a physical domain netted letter form. State, in this state, the second signal is provided to the connection electrode through the first of the electronic unit and the body area network communication circuit, which is provided to another in the electronic unit and the body area network communication circuit.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】指纹感测与体域网通信系统
本专利技术涉及用于使用用户的身体作为通信介质来与电子单元进行通信的组合式指纹感测与体域网通信系统。本专利技术还涉及包括这种组合式系统的电子设备。
技术介绍
越来越多地使用各种类型的生物计量系统以提供增加的安全性和/或提高的用户便利性。特别地，由于指纹感测系统的小的形状因子、高的性能以及用户接受度，已经在例如消费电子设备中采用了指纹感测系统。还存在对于所谓体域网的越来越多的使用，在所谓体域网中电子装置使用身体作为通信介质连接至网络。例如，在医疗行业中将例如传感器连接至患者身体以测量来自患者的健康信息已经变得普遍，该信息经由患者的体域网被下载。体域网(所谓的BAN)可以用于经由BAN从电子装置下载信息以及向电子装置上传信息。为了连接至BAN，通常使用连接点，例如天线。为了保护用户，BAN要求认证以访问网络。这可以通过每次要求用户输入密码来实现。对于更高水平的安全性和更省时的方式而言，是实现用于认证的指纹传感器。US2015/0163221公开了使用指纹传感器以允许访问BAN。在US2015/0163221中，BAN系统包括只附接至扫描仪以连接至BAN的(黄色的)环。电极被布置成检测用户的存在，从而控制BAN发送请求并且控制指纹传感器开始扫描以获得生物计量数据。尽管由US2015/0163221提出的解决方案提供了经由指纹传感器的访问，然而仍然似乎存在与BAN部件和指纹传感器部件的集成有关并且与BAN系统和指纹传感器的共存有关的改进的空间。
技术实现思路
考虑到现有技术的上述的和其他缺点，本专利技术的目的是提供一种具有改进的集成的组合式指纹感测与体域网通信系统。因此根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于使用用户的身体作为通信介质与电子单元进行通信的组合式指纹感测与体域网通信系统，该系统包括：感测装置，该感测装置包括感测元件的阵列和读出电路，其中，感测元件用于感测指纹图案，每个感测元件包括用于与手指进行电容式耦合的感测结构，读出电路连接至感测结构中的每一个以响应于每个感测结构的感测结构电位与用户的手指的手指电位之间的电位差的变化而提供指示感测结构与手指之间的电容式耦合的感测信号；连接电极，其被布置成邻近感测结构以当感测指纹图案时与手指进行电接触；以及体域网通信电路，其中，能够在指纹感测状态与体域网通信状态间控制该系统，在指纹感测状态下与手指电位相对应的第一信号被提供给连接电极并且读出电路被控制以提供指示每个感测结构与用户的手指之间的电容式耦合的感测信号，在体域网通信状态下第二信号通过电子单元和体域网通信电路中的第一个被提供给连接电极，该信号要经由用户的身体从电子设备和体域网通信电路中的第一个被发送至电子单元和体域网通信电路中的另一个。感测结构可以是例如电容式感测结构，每个感测结构提供指示该特定感测结构与接触传感器表面的手指表面之间的电容式耦合的量度。与在对应于指纹谷的位置处的感测结构相比，在对应于指纹脊的位置处的感测结构将显示出更强的与手指的电容式耦合。一维和二维传感器都是可以的并且在本专利技术的范围内。然而，本专利技术的各种实施方式不限于包括利用特定的指纹感测技术的感测元件的指纹感测设备，而是同样地可应用于例如光学的、热的或压电式指纹传感器等。读出电路可以包括用于将模拟信号转换为数字信号的电路。这样的电路可以包括至少一个模数转换器电路。在这样的实施方式中，指纹感测系统因此可以提供作为数字信号的指纹图案信号。在其他实施方式中，指纹图案信号和力参数信号可以被提供为模拟信号。例如，信号可以是指示电压的模拟或数字值，其进而可以与由手指(或者在手指检测结构附近的其他传导性物体)、手指检测结构以及在手指与手指检测结构之间的介电材料所构成的电容器的电容成比例。感测的指纹图案可以用于各种目的，例如生物计量注册或认证、或基于指纹图案的导航等。电子单元可以是可操作以发送和/或接收信号的任何电单元。电子单元被布置成使得其可以经由用户的身体与体域网通信电路(BAN通信电路)进行通信，从而信号行进通过用户的身体。BAN可以例如遵循标准IEEE802.15.6(体域网)，该标准是802.15(无线个域网)系列的一部分。第一状态与第二状态之间的转换可以由主控制单元——例如包括组合式指纹感测与BAN通信系统的电子设备中所包括的控制单元——来控制。本专利技术基于以下实现：用于连接至BAN的连接电极可以与由指纹传感器使用的用于手指的连接件组合。这样的连接电极的位置是最佳的，这是由于为了指纹获取其将被手指触摸，从而提供了手指与用于充当BAN系统的天线的连接电极之间的足够的物理接触。此外，已经意识到，BAN通信电路和指纹感测系统可能彼此干扰，因此组合式指纹感测与体域网通信系统在两个分开的状态下工作以使得它们不会彼此干扰。在一个实施方式中，体域网电路可以在指纹感测状态下处于至少部分不活跃模式。以这种方式，BAN通信电路与感测装置之间的干扰被减小。至少部分不活跃模式可以例如是BAN通信电路可能不与用户的身体上的电子单元进行通信，从而在第一状态下从电子单元接收信号或者向电子单元发送信号。然而，在至少部分不活跃模式，BAN通信电路可以与其他外部设备进行通信，例如向云或向固定或移动电子设备发送信息。根据一个实施方式，感测装置还可以包括控制电路，其中，状态之间的转换由控制电路来控制。因此，感测装置例如指纹传感器，可以是系统中的主装置，并且BAN通信电路因此充当从装置，从而由感测装置的控制电路来控制。在一个实施方式中，感测装置可以被配置成向体域网通信电路提供指令信号以允许体域网通信电路经由用户的身体和连接电极向电子单元发送第二信号或者从电子单元接收第二信号。因此指令信号提供了用于减小BAN通信电路与感测装置之间的干扰的有效实现。在一个实施方式中，感测装置可以被配置成指令体域网通信电路在系统处于指纹感测状态的时隙期间，处于至少部分不活跃模式。根据另一实施方式，体域网通信电路可以包括用于向外部电子设备传达从电子设备获得的信息的收发器。换句话说，体域网通信电路可以与除了BAN中的电子单元之外的设备进行通信。例如，体域网通信电路可以向外部通信中心例如服务器或中央计算机发送从用户的身体上的电子单元读取的信息至或者甚至向第二BAN的体域网通信电路发送。收发器可以向外部设备无线地传输信号。体域网通信电路还可以包括用于向电子单元发送信号的收发器。根据一个实施方式，连接电极被布置成用于向手指提供手指驱动信号以在相对高的电位与相对低的电位之间驱动手指的相对于感测结构电位的电位。换句话说，连接电极提供用于生成感测结构的感测结构电位与手指的手指电位之间的电位差的变化的驱动电位。手指驱动信号可以有利地是施加至手指的脉冲序列。与脉冲序列中的每个脉冲同步，可以获取来自感测元件中的一个或若干个的感测信号。来自感测元件的感测信号指示该特定感测元件对手指激励信号的响应，手指激励信号又取决于手指与该感测元件之间的电容式耦合。还应该注意的是，本专利技术也适用于以下指纹感测技术：其中，感测结构的感测结构电位与手指的手指电位之间的电位差的变化通过感测结构电位跟随感测装置的感测参考电位来被提供。换句话说，读出电路以这样的方式连接至感测结构中的每一个：感测结构电位跟随感测装置的感测参考电位。根据一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用用户的身体作为通信介质与电子单元进行通信的组合式指纹感测与体域网通信系统，包括：感测装置，所述感测装置包括：‑感测结构的阵列，每个感测结构由介电结构覆盖；以及‑读出电路，其连接至所述感测结构中的每一个以响应于每个感测结构的感测结构电位与用户的手指的手指电位之间的电位差的变化而提供指示所述感测结构与所述手指之间的电容式耦合的感测信号；‑连接电极，其被布置成邻近所述感测结构以当所述手指被放置以感测所述手指的指纹图案时与所述手指进行电接触；以及‑体域网通信电路，其中，能够在以下两个状态间控制所述系统：‑指纹感测状态，在所述指纹感测状态下，用于控制所述手指电位的第一信号经由所述连接电极被提供给所述手指，并且所述读出电路被控制以提供指示每个感测结构与所述用户的手指之间的电容式耦合的所述感测信号；以及‑体域网通信状态，在所述体域网通信状态下，第二信号通过所述电子单元和所述体域网通信电路中的一个被提供给所述连接电极，所述信号要经由所述用户的身体从所述电子设备和所述体域网通信电路中的一个被发送至所述电子单元和所述体域网通信电路中的另一个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.30 SE 1650943-21.一种用于使用用户的身体作为通信介质与电子单元进行通信的组合式指纹感测与体域网通信系统，包括：感测装置，所述感测装置包括：-感测结构的阵列，每个感测结构由介电结构覆盖；以及-读出电路，其连接至所述感测结构中的每一个以响应于每个感测结构的感测结构电位与用户的手指的手指电位之间的电位差的变化而提供指示所述感测结构与所述手指之间的电容式耦合的感测信号；-连接电极，其被布置成邻近所述感测结构以当所述手指被放置以感测所述手指的指纹图案时与所述手指进行电接触；以及-体域网通信电路，其中，能够在以下两个状态间控制所述系统：-指纹感测状态，在所述指纹感测状态下，用于控制所述手指电位的第一信号经由所述连接电极被提供给所述手指，并且所述读出电路被控制以提供指示每个感测结构与所述用户的手指之间的电容式耦合的所述感测信号；以及-体域网通信状态，在所述体域网通信状态下，第二信号通过所述电子单元和所述体域网通信电路中的一个被提供给所述连接电极，所述信号要经由所述用户的身体从所述电子设备和所述体域网通信电路中的一个被发送至所述电子单元和所述体域网通信电路中的另一个。2.根据权利要求1所述的组合式指纹感测与体域网通信系统，其中，所述体域网电路在所述指纹感测状态下处于至少部分不活跃模式。3.根据权利要求1或2中任一项所述的组合式指纹感测与体域网通信系统，其中，所述感测装置还包括控制电路，其中，所述状态间的转换由所述控制电路来控制。4.根据前述权利要求中任一项所述的组合式指纹感测与体域网通信系统，其中，所述感测装置被配置成向所述体域网通信电路提供(共存)指令信号以允许所述体域网通信电路经由所述用户的身体和所述连接电极向所述电子单元发送所述第二信号，或者从所述电子单元接收所述第二信号。5.根据前述权利要求中任一项所述的组合式指纹感测与体域网通信系统，其中，所述感测装置被配置成指令所述体域网通信电路在所述系统处于所述指纹感测状态的...

【专利技术属性】
技术研发人员：扬·尼尔森，马库斯·安德森，
申请(专利权)人：指纹卡有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE