具有电荷修饰装置的指纹传感器的制作方法

专利2026-02-21  3


本发明涉及指纹传感器,涉及包括该指纹传感器的电子设备,并且涉及获取指纹表示的方法。


背景技术:

1、生物识别系统被广泛用作用于提高诸如移动电话等的个人电子设备的便利性和安全性的手段。特别地,指纹感测系统目前被包括在所有新发布的个人通信设备例如移动电话的大部分中。

2、许多电子设备具有各种弯曲表面,以用于提供改进的用户体验。将期望提供指纹感测能力在这样的电子设备中的改进的集成。


技术实现思路

1、鉴于上述情况,本发明的目的是提供指纹感测能力在具有至少一个弯曲表面部的电子设备中的改进的集成。

2、根据本发明的第一方面,因此提供了一种指纹传感器,该指纹传感器包括:多个感测结构,所述多个感测结构布置在感测平面中以用于电容感测放置在指纹传感器的手指接收表面上的手指的指纹;电荷修饰装置,该电荷修饰装置包括:多个电荷修饰结构,所述多个电荷修饰结构相对于多个感测结构布置以形成多个电容器,每个电容器包括多个感测结构中的感测结构、多个电荷修饰结构中的电荷修饰结构、以及感测结构与电荷修饰结构之间的电介质;以及电荷修饰电路,该电荷修饰电路耦接至多个电荷修饰结构中的每个电荷修饰结构,并且可控制为向多个电荷修饰结构提供电压信号,从而修饰由感测结构携带的电荷量;以及测量电路,该测量电路耦接至多个感测结构以用于提供指示多个感测结构中的每个感测结构与手指之间电容耦合的测量信号,其中,电荷修饰装置被配置成针对多个感测结构中的不同感测结构提供不同的电荷修饰。

3、本发明基于以下一般性认识:在使用感测结构布置在感测平面中的电容指纹传感器的电子设备中,启用手指接收表面的非平坦形貌将是有益的。本发明人还认识到,可以通过添加不同数目的电荷或从布置成被不同厚度的介电材料覆盖的感测结构减去不同数目的电荷来改进这种配置中的指纹传感器的感测性能。

4、因此,可以在整个感测平面上实现更均匀的信号强度基线,这继而提供了改进的指纹图像质量。由此改进的指纹图像质量可以被转化为集成有根据本发明的实施方式的指纹传感器的电子设备的改进的生物识别认证性能。此外,根据本发明的实施方式,可以在测量链开始时进行对不同厚度的介电材料的补偿,这可以有益于例如在信噪比方面指纹传感器的测量性能,也提供了改进的指纹图像质量。

5、电荷修饰装置可以被有利地配置成提供适于或可适于手指接收表面的不同配置的电荷修饰。

6、对于凸的手指接收表面,覆盖感测结构的介电材料的厚度对于位于中心的感测结构来说将比对于外围感测结构来说大。对于这样的配置,电荷修饰装置可以被配置成从外围感测结构中比从位于中心的感测结构中减去更多的电荷。替选地,电荷修饰装置可以被配置成向位于外围的感测结构添加第一电荷量,并且被配置成向位于中心的感测结构添加比第一电荷量大的第二电荷量。根据另一替选方案,电荷修饰装置可以被配置成从位于外围的感测结构中减去电荷,并且被配置成向位于中心的感测结构添加电荷。

7、对于凹的手指接收表面,电荷修饰应与以上针对凸的手指接收表面描述的情况相反。

8、针对不同感测结构的不同电荷修饰可以通过电荷修饰装置的各种配置来实现。不同的感测结构可以表现出与电荷修饰结构不同的电容耦合,并且/或者电荷修饰电路可以被配置成向电容耦合至不同感测结构的电荷修饰结构提供不同的电压信号。

9、根据本发明的实施方式的指纹传感器可以包括覆盖指纹传感器的感测平面的介电材料,该介电材料具有限定指纹传感器的手指接收表面的形貌的非均匀厚度轮廓。

10、介电材料例如可以以适当形状的窗的形式设置,根据本发明的实施方式的指纹传感器的平面表面被压制或粘贴抵靠该适当形状的窗。替选地或组合地,该介电材料可以成型在指纹传感器的感测表面上,由此实际上可以确保在感测平面与手指接收表面之间不存在气隙。

11、根据本发明的第二方面,提供了一种使用具有待由手指接触的手指接收表面的指纹传感器获取指纹表示的方法,该指纹传感器包括:布置在感测平面中的多个感测结构;电荷修饰装置,该电荷修饰装置包括:多个电荷修饰结构,所述多个电荷修饰结构相对于多个感测结构布置以形成多个电容器,每个电容器包括多个感测结构中的感测结构、多个电荷修饰结构中的电荷修饰结构、以及感测结构与电荷修饰结构之间的电介质;以及电荷修饰电路,该电荷修饰电路耦接至多个电荷修饰结构中的每个电荷修饰结构,并且可控制为向多个电荷修饰结构提供电压信号,从而修饰由感测结构携带的电荷量;以及测量电路,该测量电路耦接至多个感测结构以用于提供指示多个感测结构中的每个感测结构与手指之间的电容耦合的测量信号;以及覆盖感测平面的介电材料,该介电材料具有限定指纹传感器的手指接收表面的形貌的非均匀厚度轮廓。该方法包括以下步骤:从被介电材料的在第一厚度范围内的厚度覆盖的多个感测结构中的第一组感测结构获取第一组测量信号,同时由电荷修饰装置向第一组感测结构提供第一电荷修饰;以及从被介电材料的在第二厚度范围内的厚度覆盖的多个感测结构中的第二组感测结构获取第二组测量信号,第二厚度范围仅包括比第一厚度范围大的厚度,同时由电荷修饰装置向第二组感测结构提供第二电荷修饰。

12、总之,本发明的实施方式因此涉及指纹传感器,该指纹传感器包括:多个感测结构,所述多个感测结构布置在感测平面中以用于电容感测指纹;电荷修饰装置,该电荷修饰装置包括:多个电荷修饰结构,所述多个电荷修饰结构相对于多个感测结构布置以形成多个电容器;以及电荷修饰电路,该电荷修饰电路耦接至多个电荷修饰结构中的每个电荷修饰结构,并且可控制为向多个电荷修饰结构提供电压信号,从而修饰由感测结构携带的电荷量;以及测量电路,该测量电路耦接至多个感测结构以用于提供指示多个感测结构中的每个感测结构与手指之间的电容耦合的测量信号,其中,电荷修饰装置被配置成针对多个感测结构中的不同感测结构提供不同的电荷修饰。



技术特征:

1.一种指纹传感器,包括:

2.根据权利要求1所述的指纹传感器,其中,如从所述手指接收表面看到的,所述多个电荷修饰结构中的每个电荷修饰结构是布置在所述感测平面下方的导电结构。

3.根据权利要求1或2所述的指纹传感器,其中:

4.根据前述权利要求中任一项所述的指纹传感器,其中,所述多个电荷修饰结构中的每个电荷修饰结构与其相关联的感测结构一起形成所述多个电容器中的一个电容器。

5.根据前述权利要求中任一项所述的指纹传感器,其中,所述多个电容器包括:

6.根据权利要求5所述的指纹传感器,其中:

7.根据前述权利要求中任一项所述的指纹传感器,其中,所述电荷修饰电路被配置成向不同的电荷修饰结构提供不同的电压信号。

8.根据权利要求7所述的指纹传感器,其中,所述电荷修饰电路包括可控电压源。

9.根据权利要求8所述的指纹传感器,其中,所述电荷修饰电路包括:

10.根据权利要求9所述的指纹传感器,其中,所述电荷修饰电路包括:

11.根据权利要求9或10所述的指纹传感器,其中,所述电荷修饰电路包括:

12.根据前述权利要求中任一项所述的指纹传感器,其中,所述指纹传感器包括覆盖所述指纹传感器的所述感测平面的介电材料,所述介电材料具有限定所述指纹传感器的所述手指接收表面的形貌的非均匀厚度轮廓。

13.根据权利要求12所述的指纹传感器,其中,所述电荷修饰装置被配置成提供:

14.一种电子设备,包括:

15.一种使用具有待由手指接触的指纹接收表面的指纹传感器获取指纹表示的方法,所述指纹传感器包括:


技术总结
指纹传感器包括:多个感测结构,所述多个感测结构布置在感测平面中以用于电容感测指纹;电荷修饰装置,该电荷修饰装置包括:多个电荷修饰结构,多个电荷修饰结构相对于多个感测结构布置以形成多个电容器,以及电荷修饰电路,该电荷修饰电路耦接至多个电荷修饰结构中的每个电荷修饰结构并且可控制为向多个电荷修饰结构提供电压信号,从而修饰由感测结构携带的电荷量;以及测量电路,该测量电路耦接至多个感测结构以用于提供指示多个感测结构中的每个感测结构与手指之间的电容耦合的测量信号,其中,电荷修饰装置被配置成针对多个感测结构中的不同感测结构提供不同的电荷修饰。

技术研发人员:弗兰克·里戴克,沃特·布雷韦特
受保护的技术使用者:指纹卡安娜卡敦知识产权有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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