自適應的基於指紋的導航的製作方法
2023-05-02 14:16:03 3
本發明涉及一種用於使用指紋傳感器來估計手指移動的方法與系統。
背景技術：
指紋傳感器有時被用作「導航工具(navigation tool)」，例如，以在顯示器上移動光標或指示器，或者以在顯示器上執行對所呈現的項目的選擇等。
為了能夠使用指紋傳感器以用於這樣的導航工具應用，需要以某種方式追蹤用戶的手指跨指紋傳感器的移動。
根據US 6 408 087中所描述的一種方法，連續的指紋圖像以每秒1000幀的幀率被捕捉，並且基於連續指紋圖像的比較來確定指紋脊部和毛孔的位移。
雖然如US 6 408 087中所述的使用電容式指紋傳感器以用於控制指示器相比於常規指向裝置而言具有一些益處，但是仍存在改進的空間。
技術實現要素：
鑑於現有技術的上述和其他缺點，本發明的目的在於提供一種對使用指紋傳感器的手指移動的改進的估計。
因此，根據本發明的第一方面，提供了一種使用手指導航系統的基於指紋的導航的方法，該手指導航系統包括指紋感測電路和導航控制電路，該方法包括以下步驟：通過指紋感測電路來獲取指紋圖像的一連串導航序列；通過導航控制電路，針對一連串導航序列中的每個導航序列，基於指紋圖像的導航序列來確定估計的瞬間手指移動；通過導航控制電路，針對一連串導航序列中的每個導航序列，基於指紋圖像的導航序列中的至少一個指紋圖像來確定指示指紋圖像狀態的至少一個指紋圖像參數值；通過導航控制電路來針對一連串導航序列中的每個導航序列評估指紋圖像狀態；通過導航控制電路基於評估來確定指紋感測電路設定；以及通過導航控制電路僅在一個導航序列中的最終指紋圖像的獲取與另一直接隨後的導航序列中的第一個指紋圖像的獲取之間的時間段期間將指紋感測電路設定提供至指紋感測電路。
例如，指紋感測電路可以包括布置在陣列中的多個感測元件。指紋感測電路可以檢測指示感測元件陣列中的每個感測元件與觸碰指紋傳感器表面的手指表面之間的電容性耦合的量度。與位於對應於指紋谷部的位置處的感測元件相比，位於對應於指紋脊部的位置處的感測元件將對手指展現出更強的電容性耦合。
然而，本發明的各個實施例並未受限於具體的指紋感測技術，而是同樣地適用於例如光學式、熱感式或者壓電式指紋傳感器等。
指紋圖像的每個導航序列包括依序獲取的多個指紋圖像。每個導航序列具有第一個指紋圖像和最終指紋圖像。通過將導航序列中較晚的指紋圖像與導航序列中的至少一個較早的指紋圖像(通常是導航序列中的第一個指紋圖像)進行比較，可以估計導航序列期間的手指移動。
「估計的瞬間手指移動」應被理解為基於指紋圖像的導航序列所確定的手指速度與手指移動方向中的至少一個的估計。
指示指紋圖像狀態的至少一個指紋圖像參數值可以是傳遞允許指紋圖像狀態的有意義評估的信息的任何參數值。例如，評估可以展現指紋圖像具有不足的對比和/或呈現飽和狀況等。替代地或者組合地，可以評估指紋圖像狀態隨著時間推移的發展，以便指紋圖像質量的降低可以被發現並被抵消。
因此，指紋圖像狀態的評估可以基於與一個或數個指紋圖像的導航序列相關的一個或數個指紋圖像參數值。
通過術語「指紋感測電路設定」應被理解為影響指紋感測電路的感測操作的設定的任何組合。例如，指紋感測電路設定可以包括放大、模擬數字轉換參數(如偏移和/或增益)、採樣參數(如採樣時間和/或採樣數目)等。
本發明基於指紋圖像狀態可以在導航期間迅速改變的認識，例如由於手指按壓指紋傳感器表面的力的突然和較大的變化，並且因此希望在導航期間更改指紋感測設定。
本發明人已經進一步認識到的是，導航序列期間的指紋設定的更改可以負面地影響手指移動估計，並且可以通過以下來實現期望的改進的導航性能：從每個導航序列中的至少一個指紋圖像提取圖像狀態信息、基於所提取的圖像狀態來確定更新的指紋傳感器設定以及在連續導航序列之間的時間段中僅允許執行更新的指紋傳感器設定。
因此，可以在手指導航期間調配(adapt)指紋傳感器設定，而無以下風險：指紋傳感器設定的改變負面地影響單獨的瞬間手指移動估計。因此，可以實現能夠調配指紋感測電路參數的自適應手指導航，以補償例如手指導航期間的手指壓力的變化。這繼而提供更加可靠的和準確的手指導航。
有利地，可以從導航序列中的每個指紋圖像提取圖像狀態信息，以便至少一個指紋圖像參數值可以基於整個導航序列，這可以進一步增加指紋圖像狀態的隨後評估的可靠性。
為了以較高的手指速度提供精確且可靠的手指導航，通常希望以非常高的獲取速率來獲取(局部的)指紋圖像，如每秒3000個指紋圖像或更高。為了在如此高的圖像獲取速率下便於瞬間手指移動的確定以及至少一個指紋圖像參數值的確定，可以有利地至少部分地以硬體實現導航控制電路。
在本發明的實施例中，導航控制電路可以包括移動估計電路和處理控制電路。移動估計電路和處理控制電路的分工可以有利地使得移動估計電路可以適合於實現為硬體並且接近指紋感測電路，而處理控制電路可以適合於至少部分地實現為在處理器上運行的軟體。
因此，根據本發明的方法實施例的任務可以採用以下方式在移動估計電路與處理控制電路之間進行劃分：
移動估計電路可以連接至指紋感測電路，以處理所獲取的指紋圖像，從而基於每個導航序列中的指紋圖像來確定估計的瞬間手指移動以及至少一個指紋圖像參數值。
移動估計電路可以進一步連接至處理控制電路，以針對每個導航序列將指示估計的瞬間手指移動與至少一個指紋圖像參數值的信號提供至處理控制電路。
處理控制電路繼而可以基於從移動估計電路接收到的一連串瞬間手指移動估計來提供導航信號，並且基於從移動估計電路接收到的一連串指紋圖像參數值來評估指紋圖像狀態。
至少當指紋圖像狀態的評估指示將希望圖像質量的改進時，處理控制電路可以確定更新的指紋感測電路設定，並且將此更新的指紋感測電路設定提供至移動估計電路。
當從處理控制電路接收更新的指紋感測電路設定時，移動估計電路控制指紋感測電路設定的更新時間，直到下一個允許更新的時間段為止，這發生於指紋圖像的連續導航序列的獲取之間，特別是在一個導航序列的最終指紋圖像的獲取之後並且在直接隨後的導航序列的第一個指紋圖像的獲取之前的時間段中。
有利地，導航控制電路可以在將更新的指紋感測電路設定提供至指紋感測電路之前存儲更新的指紋感測電路設定。在實施例中，例如，移動估計電路可以將指紋感測電路設定寫入到存儲寄存器，而後將此存儲寄存器的內容寫入到保存指紋感測電路的當前指紋感測電路設定的寄存器中。
根據實施例，評估指紋圖像狀態的步驟可以包括評估估計的瞬間手指移動的步驟，並且指紋感測電路設定可以進一步基於對估計的瞬間手指移動的評估。
例如，當估計的瞬間手指移動指示手指當前正在相對緩慢地移動時，可以更新指紋感測電路設定，以允許更多的時間用於導航序列中的每個指紋圖像的獲取。取決於感測方法，額外的時間可以以不同方式用於改進圖像質量。例如，可以容許多重採樣，這可以改進指紋圖像的信噪比。這繼而可以提供手指導航的改進的精確度和/或可靠性。
例如，指紋感測電路與移動估計電路可以有利地二者均被包括在指紋傳感器部件中，並且處理控制電路可以被包括在單獨的控制單元中，單獨的控制單元連接至指紋傳感器部件以用於控制其操作。
此外，根據各個實施例，指紋圖像的每個導航序列可以包括：參考指紋圖像，其在參考指紋圖像獲取時間處被獲取；以及至少一個候選指紋圖像，其在候選指紋圖像獲取時間的時間序列中的每個候選指紋圖像獲取時間處被獲取，並且確定估計的瞬間手指移動的步驟可以包括以下步驟：針對候選指紋圖像獲取時間中的每一個確定用於多個候選手指移動方向中的每一個的匹配參數值，該匹配參數值指示對應於指紋傳感器的參考區域的參考指紋圖像部分與對應於指紋傳感器的候選區域的候選指紋圖像部分之間的相關性，該候選區域相對於參考區域沿候選手指移動方向被移置；以及基於所確定的匹配參數值的評估來估計手指移動。
候選指紋圖像永遠在參考指紋圖像的獲取之後被獲取。
應該注意的是，參考指紋圖像部分和候選指紋圖像部分可以是連續的或者非連續的任何形狀。根據一個示例，每個圖像部分可以是圖像像素的實心矩形，而根據另一示例，每個圖像部分可以是一組分散的圖像像素。
例如，類比於羅盤，候選手指移動方向可以包括北方、西北方、西方、西南方等。
在本申請的上下文中，「指紋圖像部分」可以是整個所獲取的指紋圖像，或者是所獲取的指紋圖像的一部分。
指示候選指紋圖像部分與參考指紋圖像部分之間的相關性的匹配參數值對於候選指紋圖像部分與參考指紋圖像部分之間的較強相關性(類似性)而言可以更高或更低。
根據一個示例，匹配參數值可以是候選指紋圖像部分與參考指紋圖像部分之間的差異的量度。在該情況下，匹配參數值的較低數值指示指紋圖像部分之間的較強相關性。替代地，匹配參數值可以是指紋圖像部分之間的一致性或相似性的量度。
根據實施例，每個候選區域可以相對於參考區域分別被移置已知位移距離，並且候選指紋圖像可以以獲取頻率被獲取，從而導致在手指移動位移距離所需的時間期間獲取至少三個候選指紋圖像。
手指導航系統通常將針對估計的最大手指速度進行設計。在手指在該最大手指速度下移動上述位移距離所需的時間期間，優選地獲取至少三個候選指紋圖像。在相同時間段期間，應該確定至少三個匹配參數值的時間序列，以使得能夠確定合理精確的估計的瞬間手指移動。
對於具有以感測元件間距(指紋傳感器中的感測元件陣列的行或列中的相鄰感測元件的中心之間的距離)被布置的感測元件陣列的指紋傳感器而言，最短的可能位移距離可以是感測元件間距。
作為合理示例，感測元件間距可以假設為約50μm，這對於指紋傳感器是普遍的，而對於手指導航系統的可接受性能的最低的最大手指速度可以是約5cm/s。
因此，在以5cm/s移動的手指移動50μm所需要的時間期間，可以有利地獲取至少三個候選指紋圖像，這可換算成每秒至少3000個候選指紋圖像。
為了進一步改進手指導航系統的性能，手指導航系統可以有利地被設計成至少大約10cm/s的最大手指速度，其中50μm的感測元件間距換算成每秒獲取和處理至少大約6000個候選指紋圖像。同樣可以有益地在手指移動位移距離所需的時間期間獲取顯著大於三個的候選指紋圖像。例如，可以有利地在該時間期間獲取至少五個候選指紋圖像。對於上文所給出的示例，將分別相當於每秒至少5000個與至少10000個候選指紋圖像。
此外，根據各個實施例，每個候選區域可以相對於參考區域分別被移置已知位移距離，並且確定瞬間手指移動估計的步驟可以包括基於已知位移距離和所確定的匹配參數值的評估來估計手指的速度。
匹配參數值的評估將給出手指沿該方向移動已知位移距離所需的時間以及手指移動方向的指示。
可以根據時間和已知位移距離來估計手指移動速度。如前所述，手指移動方向可以被估計成位於兩個候選手指移動方向之間，並且距離和時間或者手指移動速度可以基於這樣的方向例如通過平均來估計。
在各個實施例中，已知位移距離可以對應於每個候選手指移動方向上的一個或數個感測元件。然後，在行/列方向上，位移距離將是感測元件間距的倍數，而在對角線方向上，位移方向將更長，例如對於正方形候選區域為感測元件間距的倍數乘以2的平方根等。
通過在參考指紋圖像獲取時間與針對不同瞬間手指移動估計的第一候選指紋圖像獲取時間之間引入變化的延遲(時間段)，可以更進一步地改進手指移動的估計。尤其是對於較高的手指移動速度的情形，其中由參考圖像部分和候選圖像部分的像素配置引起的量化誤差可能導致速度方面的相對較大的誤差。
因此，第一導航序列可以在參考指紋圖像獲取時間與時間序列中的第一候選指紋圖像獲取時間之間展現出第一時間段，並且不同於第一時間段，第二導航序列在參考指紋圖像獲取時間與時間序列中的第一候選指紋圖像獲取時間之間展現出第二時間段。
手指移動的估計，尤其是手指速度，然後可以另外地基於第一時間段和第二時間段。上文提及的時間段可以根據預定的模式而在相當大數目的不同時間段(如至少四個不同時間段)之間變化。這將使得能夠確定不同時間段中的哪個時間段在特定候選指紋獲取時間與手指以待估計的手指速度移動上面提及的位移距離所需的手指移動時間之間導致最佳的一致性。
根據各個實施例，所獲取的候選指紋圖像中的每一個可以包括：多個不同候選指紋圖像部分，其對應於不同候選手指移動方向上的位移。
在這些實施例中，所獲取的候選指紋圖像的不同候選指紋圖像部分可以與參考指紋圖像部分相關，以確定用於每個候選手指移動方向的匹配參數值。由此可推知每個候選指紋圖像部分均小於(包括較少的像素)完整候選指紋圖像。
此外，參考指紋圖像可以包括：多個不同參考指紋圖像部分，其對應於相對於單個候選指紋圖像部分的不同候選手指移動方向上的位移。
例如，作為上述實施例的替代方案，候選指紋圖像部分然後可以由整個所獲取的候選指紋圖像構成。候選指紋圖像部分可以與不同參考指紋圖像部分相關，以確定用於每個候選手指移動方向的匹配參數。在這些實施例中，可以獲取較小的(在像素數目上)候選指紋圖像。由於如上所述可以有利地以相當高的獲取頻率(如每秒至少3000個圖像)來獲取候選指紋圖像，因此較小的候選指紋圖像將導致減少的處理，這繼而可以提供減小的複雜性和/或減小的能量消耗和/或在手指導航系統的最大手指速度方面的改進的性能。
混合型實施例(其中參考指紋圖像包括多個參考指紋圖像部分，並且每個候選指紋圖像包括多個候選指紋圖像部分)取決於應用也可以是有利的。
為了便於匹配參數值的確定，參考指紋圖像部分和每個候選指紋圖像部分可以有利地具有相同的空間配置(高度、寬度、像素分布等)。因此，候選區域可以有利地與參考區域具有相同的感測元件配置。
參考區域和候選區域可以有利地包括小於100個感測元件，這使得能夠使用非常小型的指紋傳感器。
根據實施例，可以使用塊匹配算法來確定用於多個候選手指移動方向中的每一個的匹配參數值。
例如，匹配參數值可以是所謂的價值函數的輸出。例如，眾所周知的價值函數包括絕對差(absolute difference)的和、平均絕對差、平方誤差的和以及均方誤差。
當已經估計了手指移動(方向和/或速度)時，指示手指移動的信號可以被提供至外部控制單元，以用於基於所檢測到的手指移動來控制電子裝置。
根據本發明的第二方面，提出了一種用於估計手指的手指移動的手指導航系統，該手指導航系統包括：指紋感測電路，用於獲取指紋圖像的一連串導航序列；以及導航控制電路，用於：針對一連串導航序列中的每個導航序列基於指紋圖像的導航序列來確定估計的瞬間手指移動；針對一連串導航序列中的每個導航序列基於指紋圖像的導航序列中的至少一個指紋圖像來確定指示指紋圖像狀態的至少一個指紋圖像參數值；針對一連串導航序列中的每個導航序列評估指紋圖像狀態；基於評估來確定指紋感測電路設定；以及僅在一個導航序列中的最終指紋圖像的獲取與另一直接隨後的導航序列中的第一個指紋圖像的獲取之間的時間段期間，將指紋感測電路設定提供至指紋感測電路。
如以上結合本發明第一方面進一步討論的那樣，導航控制電路可以有利地包括移動估計電路以及處理控制電路。
根據各個實施例，指紋感測電路和至少移動估計電路可以被包括在單個半導體部件中。這提供了低成本的手指導航系統，其非常緊湊並且具有低功率消耗。
此外，為了高的指紋感測性能和魯棒性，包括在指紋感測電路中的每個感測元件可以有利地包括：保護性介電頂層，其要由手指觸碰；導電感測結構，其被布置在頂層下方；以及電荷測量電路，其連接至感測結構，用於提供指示感測結構所攜帶電荷的變化的感測信號，該電荷的變化由手指與感測結構之間的電位差的變化產生。電荷測量電路可以包括電荷放大器。
本發明的該第二方面的進一步實施例以及通過本發明的該第二方面獲得的效果很大程度上類似於以上針對本發明的第一方面所描述的實施例和效果。
總之，本發明涉及使用手指導航系統的基於指紋的導航方法，該手指導航系統包括指紋感測電路和導航控制電路。方法包括以下步驟：獲取指紋圖像的一連串導航序列，並且針對一連串導航序列中的每個導航序列：基於指紋圖像的導航序列來確定估計的瞬間手指移動；基於指紋圖像的導航序列中的至少一個指紋圖像來確定指示指紋圖像狀態的至少一個指紋圖像參數值；以及評估指紋圖像狀態。方法進一步包括以下步驟：基於評估來確定指紋感測電路設定；以及僅在一個導航序列中的最終指紋圖像的獲取與另一直接隨後的導航序列中的第一個指紋圖像的獲取之間的時間段期間，將指紋感測電路設定提供至指紋感測電路。
附圖說明
現在將參照示出了本發明的示例性實施例的附圖來更詳細地描述本發明的上述和其他方面，附圖中：
圖1示意性地示出了用於根據本發明實施例的手指導航系統的呈電視機的遙控器形式的示例性應用；
圖2是包括在圖1中的遙控器中的手指導航系統的示意性框圖；
圖3是示意性地圖示根據本發明示例性實施例的用於基於指紋的導航的方法的流程圖；
圖4示意性地圖示了指紋圖像的示例性導航序列；
圖5是從圖4中的導航序列獲得的指紋圖像參數值的示例的圖示；
圖6示意性地圖示了圖3中的方法中的定時；
圖7圖示了基於用於一連串導航序列中的每個導航序列的指紋圖像參數值的指紋圖像狀態的示例性評估；
圖8示意性地示出了可以包括在圖2中的手指導航系統中的指紋傳感器部件的示例；以及
圖9是示意性地圖示了圖8中的指紋傳感器的配置以及對使用指紋感測電路設定的指紋感測電路的控制的電路圖。
具體實施方式
圖1示意性地示出了用於根據本發明實施例的手指導航系統的呈用於控制電視機2的操作的遙控裝置1形式的示例性應用。應該注意的是，遙控裝置1僅是示例性應用，而根據本發明實施例的手指導航系統同樣可以被包括在其他電子裝置中，如行動電話或計算機等，只要用戶的手指跨指紋傳感器的移動用於控制電子裝置的操作即可。
參見圖1，遙控裝置1包括手指導航系統4以及無線傳送器，如紅外LED(圖1中未示出)。電視機2包括：無線接收器如光電探測器(未示出)，用於接收遙控裝置1所傳送的信號。例如，可以基於所接收的信號來控制電視機2，以變換頻道，或者如圖1中示意性指示的那樣，以在菜單對話框5中的選項之中進行選擇。
參見圖2，其是包括在圖1中的遙控裝置1中的手指導航系統的示意性框圖，手指導航系統4包括指紋傳感器7和控制單元8。指紋傳感器7包括：指紋感測電路10，其在此處呈感測元件陣列的形式；以及移動估計電路11。控制單元8包括處理控制電路13和存儲器14。
現在將參照圖3中的示意性流程圖以及圖4至圖9中所提供的圖示來描述使用圖2中的手指導航系統的用於根據本發明示例性實施例的基於指紋的導航的方法。
在圖3所示的示例性實施例中，通過指紋感測電路10、移動估計電路11以及處理控制電路13來並行地執行方法。在圖3中，分別通過標記為「I」、「II」、和「III」的三個分離子流程來示意性地對此進行說明。儘管並行地執行子流程，但是子流程之間存在一些相互作用，並且在某些步驟的定時上存在一些要求，如以下將進一步描述的那樣。
為了輔助對於本發明的理解，將首先簡要介紹不同子流程的步驟，並且然後將另外參照圖4至圖9來更詳細地描述圖3的方法。
首先參見子流程「I」，指紋感測電路10在第一步驟100中獲取導航序列(如一連串導航序列中的第n個導航序列)。如果新的指紋感測電路設定可用於執行，則在第一子流程返回步驟100之前，在隨後的步驟101中執行此新的設定，以獲取下一個導航序列。因此，更新的指紋感測電路設定的可能執行將發生在第n個導航序列中的最終指紋圖像的獲取與第n+1個導航序列中的第一個指紋圖像的獲取之間的時間段中。
轉到子流程「II」，在第一步驟200中，確定指示指紋圖像狀態的估計的瞬間手指移動v與至少一個指紋圖像參數值Q。在隨後的步驟201中，將在信號中被編碼的v和Q發送至處理控制電路13。在下一個步驟202中，如果更新的指紋感測電路設定從處理控制電路13被送出，則從處理控制電路13接收更新的指紋感測電路設定，並且存儲更新的指紋感測電路設定。針對如前所述的子流程「I」中所獲取的每個導航序列執行此步驟序列(步驟202可能除外)。
最後，在子流程「III」中，在第一步驟300中，處理控制電路13從移動估計電路11接收v和Q。在隨後的步驟301中，處理控制電路提供可以用於控制光標等的導航信號，如上文參照圖1簡要描述的那樣。在下一個步驟302中，評估指紋圖像狀態。基於在步驟302中所執行的評估，在步驟303中確定是否需要新的指紋感測電路設定，以維持(或改進)導航性能。如果在步驟303中確定不需要或不希望當前調配指紋感測，則子流程返回到步驟300。反之，如果在步驟303中確定調配指紋感測將是有利的，則在步驟304中確定更新的指紋感測電路設定，並且在子流程的最終步驟305中將更新的設定發送至移動估計電路11。之後，子流程返回到步驟300。
現在已經提供了對不同的子流程的簡要介紹，以下將在示例性事件序列中進一步描述本方法。應當理解的是，可以有利地並行執行各個步驟。
同樣參見圖4，指紋感測電路10在步驟100中所獲取的每個導航序列可以包括：參考指紋圖像25，其在參考圖像獲取時間tr處被獲取；以及候選指紋圖像26a-i的時間序列，其在候選指紋獲取時間tc1至tc9處被獲取。
在導航序列中的候選指紋圖像26a-i的獲取期間，在步驟200中，移動估計電路11可以基於對應於指紋傳感器7的參考區域的(參考指紋圖像的)參考指紋圖像部分與對應於指紋傳感器7的候選區域的(候選指紋圖像的)候選指紋圖像部分之間的相關性來確定用於多個候選手指移動方向中的每一個的匹配參數值。對於候選手指移動方向中的每一個，候選區域相對於參考區域沿候選手指移動方向被移置。
可以針對每個候選手指移動方向單獨確定指示候選指紋圖像部分與參考指紋圖像部分之間的相關性的匹配參數值，並且可以基於匹配參數值來確定手指移動(手指移動方向和/或手指速度)。提供最佳匹配的候選手指移動方向可以被選擇，並且直到最佳匹配為止的時間可以與獲取頻率一起用於確定手指速度。所選擇的候選手指移動方向和估計的手指速度可以一起構成估計的瞬間手指移動v。
在步驟200中，上述至少一個指紋圖像參數值Q也被確定。另外參見圖5，例如，指紋圖像參數值可以是表示指紋谷部與脊部的像素值之間的分離的指標。圖5示意性地示出了示例性直方圖28，可以通過所獲取導航序列中的指紋圖像的本身已知的統計分析來獲得示例性直方圖28。在直方圖28中具有：第一峰值29a，其表示感測指紋谷部的感測元件的數目；以及第二峰值29b，其表示感測指紋脊部的感測元件的數目。第一峰值29a與第二峰值29b之間的距離(例如，在「灰度」方面)w是指紋圖像參數值的示例，其可能可用於評估，以在手指導航期間維持或改進指紋圖像質量。
再次參見圖3中的流程圖，估計的瞬間手指移動v和指紋圖像參數值Q(在該情況下為上述的直方圖寬度w)在步驟201中被發送至處理控制電路13。
在已經接收到v和Q之後，處理控制電路13如前所述地在步驟302中評估指紋圖像狀態，並且在適用的情況下在步驟305中將更新的指紋感測電路設定發送至移動估計電路11。由處理控制電路13執行的評估和發送與各個其他步驟通常可以發生在指紋感測電路10正在獲取導航序列中的指紋圖像時。
然而，在步驟101中，執行更新的設定可以僅發生在連續導航序列的獲取之間的時間段中。
現在將參照圖6來更詳細地說明該定時，其中，圖6是示意性地圖示導航操作的定時圖，該導航操作包括指紋圖像的五個導航序列31a-e的獲取。
參見圖6，通過塊箭頭示出了圖像數據從指紋感測電路10被提供至移動估計電路11，而通過單線條箭頭示出了在各種電路之間提供參數值和設定。
在圖6中，第一估計的瞬間手指移動v1和第一指紋圖像參數值Q1在時間t1處從移動估計電路11被提供(步驟201)至處理控制電路13。如圖6所示，時間t1位於第一導航序列31a的結束與第二導航序列31b的開始之間。
在圖7中，第一指紋圖像參數值Q1被圖示為第一直方圖寬度，第一直方圖寬度位於預定義的最小直方圖寬度wmin與預定義的最大直方圖寬度wmax之間。
由於Q1位於預定義的容許範圍之內，所以由處理控制電路執行的評估(步驟302)導致以下結論：當前並不需要確定更新的傳感器設定。因此，並無更新的傳感器設定從處理控制電路13被發送至移動估計電路11。
在第二導航序列31b的結束之後，v2和Q2在時間t2處從移動估計電路11被發送至處理控制電路13。再次參見圖7，Q2位於容許範圍外部。作為步驟302中的評估的結果，處理控制電路因此確定更新的傳感器設定(步驟304)，並且將更新的傳感器設定S』在時間t3處發送至移動估計電路(步驟305)，其中時間t3位於指紋圖像的第三導航序列31c的獲取期間。
在第三導航序列31c的結束之後，v3和Q3在時間t4處從移動估計電路11被發送至處理控制電路13。再次參見圖7，與Q2一樣，Q3位於容許範圍外部。由於Q2與Q3之間的差異相對較小，並且更新的指紋感測電路設定已經被發送至移動估計電路，因此步驟302中的評估的結果現在是並無新的傳感器設定需要在此時被確定。
同樣在第三導航序列31c的結束之後並且在第四導航序列31d的開始之前，在時間t5處，在指紋感測電路10中執行更新的指紋感測電路設定S』。
在第四導航序列31d的結束之後，v4和Q4在時間t6處從移動估計電路11被發送至處理控制電路13。再次參見圖7，由於更新的指紋傳感器設定S』，Q4再次位於容許範圍之內。
最後，現在將參照圖8和圖9來描述指紋傳感器7的示範性實施例以及更新的傳感器設定的執行。
如圖8中看到的那樣，指紋傳感器37包括傳感器陣列35、電源接口36以及通信接口37。傳感器陣列35包括若干感測元件38(已經僅使用附圖標記指示感測元件之一，以免使附圖雜亂)，每一個感測元件38可控地感測包括在感測元件38中的感測結構(頂板)與接觸傳感器陣列35頂部表面的手指表面之間的距離。
通信接口37包括若干結合墊，以用於允許指紋傳感器7的控制以及用於包括在指紋傳感器7中的估計控制電路11與布置在指紋傳感器7外部的處理控制電路13之間的通信。
圖9部分是圖8中的指紋傳感器7中的感測元件38中的一個感測元件的示意性截面圖，並且部分是圖示了包括執行更新的指紋感測電路設定的指紋傳感器7的操作的功能框圖。
參見圖9，感測元件38包括：保護性介電頂層40，其由手指41(圖9示意性地示出了單個手指脊部圖案的截面)觸碰；導電感測結構(板)42；以及電荷放大器43。電荷放大器43包括負輸入端45、正輸入端46、輸出端47、反饋電容器48以及放大器49。
負輸入端45連接至感測結構(板)42，正輸入端46連接至接地端，而輸出端47連接至讀取電路36。
反饋電容器48連接在負輸入端45與輸出端47之間，並且限定了電荷放大器43的放大，並且感測元件38進一步包括與反饋電容器48並聯的重置開關44。
在感測元件38外部，在圖9中的框圖中示意性地示出了讀取電路36，讀取電路36包括與感測元件、移動估計電路11和激發信號放大器39一起被包括在指紋感測電路10中的模擬數字轉換器(ADC)52以及採樣保持電路(S/H電路)51。
當指紋感測電路10(感測元件38、激發放大器39和讀取電路36)在運行時，激發信號放大器、重置開關44以及S/H電路51的定時相對於彼此被控制，以對指示感測結構42所攜帶的電荷變化的電壓進行採樣，該電荷變化由手指41與感測結構之間的電位差的變化產生。該模擬電壓由ADC 52轉換成數字數值，並且從ADC 52(或者並聯運行的數個ADC)提供用於每個感測元件的數字數值至移動估計電路11，如圖9中的塊箭頭所指示的那樣。如圖9中用線條箭頭所指示的且如前所述，移動估計電路與指紋感測電路(激發放大器39、S/H電路51和ADC 52)通信，並且與布置在指紋傳感器部件7外部的處理控制電路通信。
如圖9中示意性指示的，由移動估計電路11存儲的更新的指紋設定S』可以被執行為S/H電路51和/或ADC 52的參數。例如，可以改變由S/H電路執行的(一個或更多個)採樣時間和/或採樣數目，以及/或者可以改變ADC 52的模擬數字轉換參數(如偏移和/或增益)。
本領域的技術人員意識到的是，本發明絕未受限於上述的優選實施例。相反地，在所附權利要求的範圍之內可以存在許多修改和變型。例如，處理控制電路13可以與移動估計電路11一起被包括在指紋傳感器部件7中。
在權利要求中，單詞「包括」並未排除其他元件或步驟，並且不定冠詞「一」或「一個」並未排除多個。單個處理器或其他單元可以實現權利要求中所詳述的數個項目的功能。在彼此不同的從屬權利要求中詳述某些量度的單純事實並非指示這些量度的組合不能用於使優點突出。電腦程式可以被存儲/分發在適當介質上，例如與其他硬體一起提供的或作為其它硬體一部分的光學存儲介質或者固態介質，但是也可以以其他形式被分發，例如經由網際網路或者其他有線或無線遠程通信系統。權利要求中的任何附圖標記均不應被視為限制範圍。