[发明专利]用于采集热图案的方法

说明书

用于通过传感器采集热图案的方法，该传感器包括多个像素，该像素各自包括热敏测量元件，传感器包括用于加热测量元件的元件，该方法包括对每个像素执行下述步骤：第一加热步骤(202)，在该第一加热步骤中，在测量元件中耗散第一总量的加热功率；测量热图案的第一步骤(204)，该测量热图案的第一步骤包括在第一延迟时间之后对热敏测量元件进行第一读出；第二加热步骤(206)，在该第二加热步骤中，在测量元件中耗散第二总量的加热功率；测量热图案的第二步骤(208)，该测量热图案的第二步骤包括在第二延迟时间之后进行第二读出；并且其中第一总量的功率与第二总量的功率不同和/或第一延迟时间的长度与第二延迟时间的长度不同。

技术领域

本发明涉及一种用于采集热图案的方法，在该方法期间，在实施方法所使用的传感器的每个像素处对热图案执行多次测量。有利地，实施该方法通过热检测来执行指纹采集。

背景技术

生产包括热检测装置的指纹传感器是已知的。这些热检测装置可对应于热电元件、二极管、热敏电阻或任何其它的热敏元件，其能够将温度的变化转换为敏感元件的另一参数的变化，诸如在热敏元件的端子处的电势的变化、由热敏元件产生的电流的变化或替代地为热敏元件的电阻的变化。

如在文本US 4 394 773、US 4 429 413和US 6 289 114中所描述的，可通过利用手指与传感器之间的温度差的所谓的“被动式”传感器来执行指纹检测。然而，这些传感器具有下述缺陷：这些传感器执行的测量唯独取决于手指与传感器之间的温度差。因此，可能发生当手指与传感器处于同一温度时所得到的信号的电平为零，或者可能发生采集到的图像的对比度变化，于是这在对采集到的图像进行后续处理的过程中会造成问题。

为了消除由被动式热传感器造成的这些问题，以及还为了能够执行手指不移动的静态采集，提出了所谓的“主动式”传感器，诸如例如在文本US 6 091 837和EP 2 385 486A1中描述的传感器。在这种主动式传感器中，每个像素包括由两个导电电极形成的热电电容和加热元件，热电材料材质的部分被布置在这两个导电电极之间。

在手指存在于传感器上的情况下，该加热元件在像素中(尤其是在该热电材料材质的部分中)耗散一定量的热量，并且在一定的采集时间结束时测量像素的热度。

这使得能够取决于热量是被皮肤吸收(存在指纹的隆起部的像素)还是被保留在像素中(存在指纹的凹部的像素)而在每个像素处区分测量到的指纹的隆起部或凹部的存在。这导致在像素存在隆起部的情况下最终温度较低，在该像素处热量被皮肤吸收，这与存在凹部的像素不同，在存在凹部的像素处热量未被皮肤吸收并且保持在像素的水平。

首先，这种传感器使得能够测量与传感器接触的要素(在指纹采集的过程中为手指)的热容(也称为比热或比热容)。得到的测量值还取决于传感器与要素的存在的部分(在指纹的情况下为隆起部或凹部)之间的热导率。

加热元件通常利用焦耳效应来从被供应电流的电阻式元件耗散热量。有利地，形成像素的技术叠组的层中的一个层被用于形成这些加热元件。例如，如果用于形成传感器的晶体管和互连件的传导层中的一个传导层包括具有合适的电阻率的传导材料并且能够满足对这一个传导层施加在传感器中已经可利用的电压中的一个电压，例如传感器的供电电压，则可以使用所述传导层中的一个层来通过焦耳效应产生热量。当传感器包括形成在玻璃衬底上的TFT(薄膜晶体管，Thin-Film Transistor)类型的晶体管时，尤其使用所述传导层中的一个层。

这种传感器的像素被布置成形成具有多行与多列的矩阵。通常逐行地执行对像素的读取。于是也可凭借在每行的开头处的晶体管来逐行地控制加热元件，这使得能够不必在像素中添加仅用于控制对像素的加热的控制晶体管。加热元件的每行例如在像素矩阵的一侧被连接至地，在另一侧被连接至控制晶体管，该控制晶体管被连接至合适的电源，以这种方式来控制流过加热元件的电流并因此控制由于焦耳效应而由所述加热元件注入到像素中的热功率。