具有操作于向量模式下的指紋感測器的電子設備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電子設備包括一指紋感測器以及一運算單元。指紋感測器于不同時間點感測一手指的多張指紋圖像。在一向量模式下，運算單元依據(jù)所述多張指紋圖像判斷所述手指的移動方向，并依據(jù)所述移動方向而產(chǎn)生一移動向量訊號。電子設備依據(jù)移動向量訊號執(zhí)行一特定功能，所述特定功能包含選自于一返回鍵功能、一功能鍵功能及一解鎖功能所構(gòu)成的群組。
【專利說明】
具有操作于向量模式下的指紋感測器的電子設備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明有關(guān)于一種電子設備，且特別是有關(guān)于一種具有操作于向量模式下的指紋感測器的電子設備。
【背景技術(shù)】
[0002]生物辨識(B1metric)是指透過人體指紋、臉部、聲音、虹膜、甚至于人體DNA分子等身體器官組織的獨特性，來辨識使用者身分的一項技術(shù)。過去在安全辨識的產(chǎn)品發(fā)展上，密碼記憶為最常見的應用技術(shù)。然而，消費者必須承擔忘記密碼或資料外泄的風險。之后，智能卡的發(fā)展，雖然讓消費者免去了記憶的問題，卻仍必須擔心遺失可能造成的后遺癥。生物辨識主要是運用人體身上的生理特征做為辨識密碼，由于大多數(shù)人表現(xiàn)于外的生理特征都不相同，加上這些生理特征皆位于使用者身上，具有高度的便利性。由于生物辨識系統(tǒng)主要運用人體身上的特征來做為識別的密碼，因此在技術(shù)的開發(fā)上必須選擇準確度高、容易使用的生物特征作為開發(fā)目標。
[0003]電容式指紋辨識晶片相對于傳統(tǒng)光學式辨識光機，具有體積小兼具活體辨識功能，不易受假手指欺騙的功能，其應用上跳脫過去僅限在大型政府機構(gòu)辨識系統(tǒng)，在近十年來，指紋辨識的應用面在電子消費型市場有慢慢成長的趨勢，包含隨身碟，隨身硬碟盒，筆記型電腦，手機都有安裝指紋辨識晶片來增加消費者資料的安全性。直至2013年9月，蘋果公司(Apple)推出搭載指紋辨識晶片的智能型手機iPhone 5S后，全球手機大廠也開始競相推出搭載指紋辨識功能的機種，造成指紋辨識技術(shù)又開始掀起消費電子應用風潮，再加上電子商務與行動支付的迅速發(fā)展，指紋辨識晶片有機會成為手持式裝置的標準配件。
[0004]目前應用在手持式裝置的指紋感測器主要放置在手機正面或背面，例如Apple的iPhone 5S之后，首頁按鍵(home key)的按鍵功能全部由指紋感測器取代；至于安卓(Android)系統(tǒng)的手持式裝置，例如宏達電(HTC)的手機型號One Max的指紋感測器是放在手機背面，三星(Samsung)的指紋感測器則是放在手機正面，取代其首頁鍵。指紋感測器提供解鎖，加密或單一碰觸(one touch)的反應功能，例如拍照時的按鍵功能。
[0005]再者，在目前裝配有指紋感測器的手持式裝置在執(zhí)行加密或解鎖功能時，以手指放置在指紋感測器或滑過指紋感測器以獲取指紋影像，再與儲存在手持式裝置內(nèi)的使用者指紋資料作比對，以判別是否為正確的使用者。此方法利用獨特的生物辨識技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的密碼方式，可以正確的判別使用者的真?zhèn)?，但其也有風險，例如使用者在睡眠中或是無意識狀況，入侵者也可利用正確使用者的手指做到加密或解鎖的功能。
[000?]圖1顯不一種傳統(tǒng)的電子設備200的不意圖。如圖1所不，電子設備200具有一顯不器230，用于顯示資訊，譬如是小圖式231或其他畫面、文字等。在安卓系統(tǒng)下，在電子設備(手機)200中的功能仍然有以觸控功能執(zhí)行的返回鍵和功能鍵，一般返回鍵的觸控區(qū)260和功能鍵的觸控區(qū)240放置于首頁鍵的觸控區(qū)250的左右兩邊，但位置依照不同手機的設計并不固定。若需要產(chǎn)生此功能，需要在手機的觸控蓋板底下將觸控的感測線路延伸到非顯示區(qū)，再者，需要在保護蓋板上利用油墨形成返回鍵和功能鍵的圖案，并結(jié)合發(fā)光二極體(LED)280和導光膜270。這種結(jié)構(gòu)也相當復雜，不利于產(chǎn)品成本的降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此本發(fā)明的一個目的是，提供一種具有操作于向量模式下的指紋感測器的電子設備，可以簡化電子設備的按鍵配置，同時達成指紋辨識的功能。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明提供一種電子設備，包括一指紋感測器以及一運算單元。指紋感測器用于在不同時間點感測一手指的多張指紋圖像。在一向量模式下，運算單元依據(jù)所述多張指紋圖像而產(chǎn)生一移動向量訊號。電子設備依據(jù)移動向量訊號執(zhí)行一特定功能，所述特定功能包含選自于一返回鍵功能、一功能鍵功能及一解鎖功能所構(gòu)成的群組。
[0009]藉由上述電子設備，可以簡化電子設備的按鍵配置，同時利用指紋感測器達成指紋辨識功能、首頁鍵功能、功能鍵功能、返回鍵功能及手勢判斷功能，并可利用手勢判斷功能搭配指紋辨識功能來強化電子設備的安全防護措施。
[0010]下列敘述藉由具體實施例配合所附的視圖詳加說明，當更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點及其所達成的功效。
【附圖說明】
[0011]圖1顯示一種傳統(tǒng)的電子設備的示意圖。
[0012]圖2顯示為一具完整功能的指紋感測辨識模組的方塊圖。
[0013]圖3顯示依據(jù)本發(fā)明較佳實施例的電子設備的局部示意圖。
[0014]圖4顯示依據(jù)本發(fā)明較佳實施例的電子設備的方塊圖。
[0015]圖5顯示依據(jù)本發(fā)明較佳實施例的電子設備的非鎖定模式的控制流程圖。
[0016]圖6顯示依據(jù)本發(fā)明較佳實施例的電子設備的鎖定模式的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明提供一種具有操作于向量模式下的指紋感測器的電子設備，利用指紋感測器的圖像抓取功能以及演算法的判別功能，當使用者的手指往指紋感測器的左方或右方滑動時，即代表返回鍵和功能鍵的指令產(chǎn)生，而此指令的定義，可依照電子設備的制造廠商的喜好而定。此外，使用者可以在指紋感測器取得指紋影像前或后，在指紋感測器上撰寫類似密碼的數(shù)字、英文字或形成一向量指令，利用此使用方法，可將此密碼與指紋的資料，組合成一更具保密與安全性的生物辨識鎖。
[0018]本發(fā)明亦提供具有操作于向量模式下的指紋感測器的電子設備及其操作方法。操作方法可以以固件(在港澳臺地區(qū)又稱韌體)或軟件的方式安裝于電子設備中。指紋感測器可以安裝于手持式裝置上，手持式裝置可以為手機或是平板等相關(guān)產(chǎn)品，以下以手機系統(tǒng)作為非限制例子敘述。
[0019]圖2顯示為一具完整功能的指紋感測辨識模組150的方塊圖，該感測辨識模組150包含一指紋感測器10及一運算單元20。運算單元20電連接至指紋感測器10，并輸出加密資料H)與移動向量訊號MVS。由于圖2與圖4僅存在有些微差異(缺少顯示器30與儲存器40)，故以下僅配合圖4作說明。圖3顯示依據(jù)本發(fā)明較佳實施例的電子設備100的局部示意圖。圖4顯示依據(jù)本發(fā)明較佳實施例的電子設備100的方塊圖。如圖3與圖4所示，電子設備100包括一指紋感測器10及一運算單元20。此外，電子設備100包括可以更包含一顯示器30及一儲存器40。
[0020]指紋感測器10用于在不同時間點感測一手指F的多張指紋圖像FIM。
[0021]運算單元20可以數(shù)位硬件化與指紋感測器10整合在同一個晶片范圍內(nèi)，或是以軟件或固件(即軟韌體)的形式存在于電子設備100。在一向量模式下，運算單元20依據(jù)多張指紋圖像F頂判斷手指F的移動方向而產(chǎn)生移動向量訊號MVS，使得電子設備100依據(jù)所述移動向量訊號MVS執(zhí)行一特定功能，所述特定功能包含選自于一返回鍵功能、一功能鍵功能及一解鎖功能所構(gòu)成的群組。移動向量訊號MVS可以代表文字、數(shù)字或單純向量單元。值得注意的是，在做移動向量的判斷時，所運算的指紋影像，可以取全指紋影像，也可以取局部的指紋影像。亦即，如果是具有大面積長型像素的滑動式指紋感測器，可能取部分面積或更少的像素的資料去做比較。如果是具有方型或圓形或任何多邊形的大面積型指紋感測器，有可能會設定中間某一區(qū)塊，例如32*32個像素的資料來做運算，以減少資料的運算量或省電的考量。
[0022]顯示器30電連接至運算單元20，用于顯示資訊，包含但不限于圖片、文字等。顯示器30亦可具有觸控功能。
[0023]儲存器40電連接至運算單元20。在一登錄模式(或稱指紋注冊模式)下，運算單元20將多張指紋圖像FIM的一張或多張?zhí)幚沓芍讣y特征資料，并將指紋特征資料儲存于儲存器40中，以供后續(xù)比對用。
[0024]運算單元20包含一影像暫存區(qū)22、一影像加密處理單元23、一指紋辨識演算單元24、一影像比較單元25及一移動向量處理單元26。指紋感測器10輸出的指紋圖像F頂儲存到影像暫存區(qū)22。值得注意的是，影像加密處理單元23可具有兩個部分，一個部分是處理部分，用以將多張指紋圖像FM的一張或多張進行影像處理，該影像處理可為重組指紋圖像，增強指紋圖像清晰度，或是將指紋影像資料壓縮或簡化，用以增加指紋圖品質(zhì)或影像傳送速度以利后段辨識演算法處理。另一部分是加密部分，用于進行加密處理。加密的指紋影像送交由運算單元20的其他單元經(jīng)由演算法程序?qū)⒅讣y特征點儲存于儲存器40中。若要進入辨識模式，則指紋辨識演算單元24將指紋圖像F頂與儲存于儲存器40中的資料進行處理及比對，獲得比對結(jié)果，判定為比對通過或失敗。若要進入向量模式，則影像比較單元25將多張指紋圖像FM進行影像比較，而產(chǎn)生包含一個或多個移動向量的移動向量訊號MVS，移動向量處理單元26則可將一個或多個移動向量組合成文字，圖形或是單純向量MVl、MV2或MV3。其位移向量包含任何角度的線性位移量，具有角度的位移量或具有壓力的位移量。
[0025]當產(chǎn)生移動向量MVl時，運算單元20得到該向量指令，將該向量指令傳送至電子設備系統(tǒng)程序，使電子設備100執(zhí)行返回鍵功能將所執(zhí)行的程序跳出或返回上一頁。當產(chǎn)生移動向量MV2時，運算單元20得到該向量指令，使電子設備100執(zhí)行功能鍵功能，所執(zhí)行的程序列出可用的選單。當產(chǎn)生移動向量MV3時，因為移動向量MV3為使用者預設的解鎖手勢，所以運算單元20將該向量指令傳送至電子設備系統(tǒng)程序，使電子設備100所執(zhí)行的程序解鎖。
[0026]在另一例子中，當電子設備100處于一鎖定模式時，運算單元20依據(jù)移動向量訊號MVS進行一第一解鎖判定程序，移動向量訊號可為單一向量或多個向量的組成，且運算單元20依據(jù)指紋圖像FIM進行一第二解鎖判定程序，當?shù)谝唤怄i判定程序及第二解鎖判定程序都通過時，運算單元20才會使電子設備100離開鎖定模式。亦即，透過指紋辨識及手勢辨識的雙重結(jié)果，才能離開鎖定模式。于一例子中，解除鎖定模式的第一解鎖判定程序與第二解鎖判定程序的順序與必要性，可以由一個注冊指紋資料的應用程序決定。值得注意的是，鎖定模式除了是電子設備的休眠鎖定模式(需要滑動解鎖以進到開機模式或正常運作模式)以外，也可以是電子設備中的檔案的鎖定模式(需要解鎖以讓使用者取得檔案的存取權(quán)限)，或是任何需要指紋辨識資訊結(jié)果以確認使用者身份的模式。
[0027]實際應用時，當電子設備100處于一非鎖定模式時，所述運算單元20判斷依據(jù)于一預定時間內(nèi)所接收到的指紋圖像F頂產(chǎn)生移動向量訊號MVS。或者，當電子設備100進入一非鎖定模式時的向量模式時，運算單元20使電子設備100依據(jù)移動向量訊號MVS執(zhí)行特定功能?；蛘撸旊娮釉O備100處于一非首頁及非鎖定模式時，運算單元20依據(jù)多張指紋圖像FM的第一指紋圖像F頂執(zhí)行一首頁鍵功能，以讓電子設備100回到一首頁模式。
[0028]圖5顯示依據(jù)本發(fā)明較佳實施例的電子設備的非鎖定模式的控制流程圖。如圖5所示，非鎖定模式的控制流程包含以下步驟。在步驟SI，進行指紋取像;在步驟S2，判斷移動向量是否產(chǎn)生，若否，則進行步驟S3，執(zhí)行系統(tǒng)按壓指令，譬如是回到首頁的指令，若是，則進入向量模式(步驟S4);然后，執(zhí)行上述的特定功能指令。圖6顯示依據(jù)本發(fā)明較佳實施例的電子設備的鎖定模式的控制流程圖。如圖6所示，步驟S1、S2與S4與圖5相同。在步驟S4以后，執(zhí)行步驟S6，描繪向量的聯(lián)集。另一方面，在步驟SI后執(zhí)行步驟S7，執(zhí)行辨識演算法，然后執(zhí)行步驟S8，萃取特征點。接著，在步驟S9組合步驟S6與S8的結(jié)果。然后，執(zhí)行步驟SlO，判斷移動向量及特征點是否與之前設定的相符，若否，則回到步驟SI，若是則進行解鎖(步驟S11)。
[0029]換言之，運算單元用于作為指紋影像判斷和指紋特征點的比對用，運算單元可為手機的中央處理器(CPU)或外加的運算處理器。利用指紋感測器對于不同時間點抓取的指紋圖像，利用影像判斷的演算法進行每張指紋圖像的向量判斷，利用此向量結(jié)果，做為手指移動的方向的判斷，再利用手指移動的向量結(jié)果，作為取代觸控功能執(zhí)行的返回鍵和功能鍵的指令。例如，在運算單元上得到一往左的向量結(jié)果，則作為返回鍵的指令，執(zhí)行返回鍵的功能;若得到一往右的向量結(jié)果，則做為功能鍵的指令，執(zhí)行功能鍵的功能。此一向量行為模式，可以為任何向量形式，依照手機廠商或使用者的設定而定，唯方便辨識與使用，返回鍵與功能鍵的向量應為相反或有較大的差異。
[0030]或者，手指可以在指紋感測器上不斷移動，運算單元將每個時間點所得到的影像作比對，利用影像判斷和演算法得到一連續(xù)的向量單元，此向量單元的結(jié)果可以構(gòu)成任何使用者描繪的文字，數(shù)字或圖像。此描繪的文字，數(shù)字或圖像，可以與指紋感測器所得到的指紋影像或指紋影像運算后的特征點經(jīng)演算法的運算組合成一更具保密與安全性的生物辨識鎖。經(jīng)此運算的生物辨識鎖的資料可以包含:(a)指紋圖像向量所構(gòu)成的文字，數(shù)字或圖像；(b)指紋影像或指紋影像運算后的特征點；以及(C)在(a)與(b)中所表示資料的先后順序。
[0031]在手持式裝置啟動加密，解鎖等需指紋辨識指令的動作時，指紋影像在經(jīng)由指紋感測器讀取后，會先送到影像暫存區(qū)，若在一設定時間內(nèi)，指紋暫存區(qū)只有取得預設的圖像數(shù)目，那代表使用者在做指紋辨識的動作;若在一設定時間內(nèi)，指紋暫存區(qū)取得大于預設的圖像數(shù)目或位移量有較大的變化，則將會交由影像比較單元做速度判斷，然后再交由移動向量處理單元做移動向量判斷，進而得出一移動向量輸出。藉由此，手機系統(tǒng)可以得到可構(gòu)成數(shù)字、文字或手勢指令的資料。
[0032]在注冊指紋的軟體中，可以設定是否增加數(shù)字、文字或手勢的交集判斷，并且依照指紋注冊的方式以及設定的數(shù)字，文字或手勢的方式，使用者在指紋感測器上按壓或移動，以完成指紋注冊或數(shù)字，文字或手勢的設定。在使用者需要使用到加密、解鎖或需要判斷使用者是否正確的指紋判斷機制時，在按壓或滑動指紋取得指紋資料之前或后，手指需要在指紋感測器上描繪出預先設定的數(shù)字、文字或手勢的圖像，以供辨識軟件與使用者的指紋資料作交集判斷。
[0033]在使用者使用手機在非首頁頁面時，按壓指紋感測器，即可讓顯示器回到設定的首頁狀態(tài)。在使用者使用任何程序時，需要回到前一個頁面或操作動作時，將手指滑過指紋感測器，則系統(tǒng)判斷出此為預先設定返回鍵的向量方向，顯示熒幕即會反應使用者的需求；在使用者需要使用功能鍵時，將手指滑過指紋感測器，則系統(tǒng)判斷出此為預先設定功能鍵的向量方向。
[0034]藉由上述電子設備，可以簡化電子設備的按鍵配置，同時利用指紋感測器達成指紋辨識功能、首頁鍵功能、功能鍵功能、返回鍵功能及手勢判斷功能，并可利用手勢判斷功能搭配指紋辨識功能來強化電子設備的安全防護措施。
[0035]以上所述實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點，其目的在使熟習此項技藝的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，當不能以之限定本發(fā)明的專利范圍，即大凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0036]【符號說明】
[0037]F:手指
[0038]F頂:指紋圖像
[0039]MV1、MV2、MV3:移動向量
[0040]MVS:移動向量訊號[0041 ] ED:加密資料
[0042]SI 至 SI 1:步驟
[0043]10:指紋感測器
[0044]20:運算單元
[0045]22:影像暫存區(qū)
[0046]23:影像加密處理單元
[0047]24:指紋辨識演算單元
[0048]25:影像比較單元
[0049]26:移動向量處理單元
[0050]30:顯不器
[0051]40:儲存器
[0052]100:電子設備
[0053]150:指紋感測辨識模組
【主權(quán)項】
1.一種電子設備，包括: 一指紋感測器，用于在不同時間點感測一手指的多張指紋圖像；以及 一運算單元，在一向量模式下，依據(jù)所述多張指紋圖像判斷所述手指的移動方向而產(chǎn)生一移動向量訊號， 該電子設備依據(jù)所述移動向量訊號執(zhí)行一特定功能，所述特定功能包含選自于一返回鍵功能、一功能鍵功能及一解鎖功能所構(gòu)成的群組。2.如權(quán)利要求1所述的電子設備，其中當所述電子設備處于一非鎖定模式時，所述運算單元判斷依據(jù)于一預定時間內(nèi)所接收到的所述指紋圖像產(chǎn)生所述移動向量訊號。3.如權(quán)利要求1所述的電子設備，其中當所述電子設備進入一非鎖定模式時的該向量模式時，該運算單元使所述電子設備依據(jù)所述移動向量訊號執(zhí)行所述特定功能。4.如權(quán)利要求1所述的電子設備，其中當所述電子設備處于一鎖定模式時，所述運算單元依據(jù)所述移動向量訊號進行一第一解鎖判定程序，該移動向量訊號包含單一向量或多個向量的組成，且所述運算單元依據(jù)所述指紋圖像進行一第二解鎖判定程序，當所述第一解鎖判定程序及所述第二解鎖判定程序都通過時，所述運算單元才會使所述電子設備離開所述鎖定模式。5.如權(quán)利要求1所述的電子設備，其中該移動向量訊號代表文字、數(shù)字或單純向量單J L ο6.如權(quán)利要求1所述的電子設備，其中當所述電子設備處于一鎖定模式時，解除該鎖定模式的一第一解鎖判定程序與一第二解鎖判定程序的順序與必要性，由一注冊指紋資料的應用程序決定。7.如權(quán)利要求1所述的電子設備，其中當所述電子設備處于一非首頁及非鎖定模式時，所述運算單元依據(jù)所述多張指紋圖像的第一指紋圖像執(zhí)行一首頁鍵功能，以讓所述電子設備回到一首頁模式。8.如權(quán)利要求1所述的電子設備，還包含: 一顯示器，電連接至所述運算單元，用于顯示資訊。9.如權(quán)利要求1所述的電子設備，其中所述返回鍵功能使所述電子設備所執(zhí)行的程序跳出或返回上一頁，所述功能鍵功能使所述電子設備所執(zhí)行的所述程序列出可用的選單，所述解鎖功能使所述電子設備所執(zhí)行的所述程序解鎖。10.如權(quán)利要求1所述的電子設備，更包含: 一儲存器，電連接至所述運算單元，在一登錄模式下，所述運算單元將所述多張指紋圖像的一張或多張?zhí)幚沓芍讣y特征資料，并將所述指紋特征資料儲存于所述儲存器中，以供后續(xù)比對用。
【文檔編號】G06K9/00GK105843500SQ201510942992
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月16日
【發(fā)明人】林煒挺
【申請人】茂丞科技股份有限公司