生物计量感测制造技术

提供了一种具有多条大体上平行的驱动线路并且还具有多条大体上平行的读取线路的新型传感器，多条大体上平行的驱动线路被配置成将信号发送到位于附近的物体的表面中，并且多条基本平行的读取线路被定向成接近驱动线路并且与驱动线路电分离以形成固有电极对，所述固有电极对在驱动和读取附近位置的每一处为阻抗敏感的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】生物计量感测 相关申请 本申请要求2012年4月10日提交的第61/622, 474号美国临时申请的权益，其全 部内容由此并入本文。 背景 实施例大体上涉及电子感测设备，并且更具体地涉及用于感测位于邻近或靠近用 于在媒体操控、指纹感测和电子设备和其它产品的其它操作中使用的传感器的物体的传感 器。 在电子感测市场中，存在用于感测在给定位置处的物体的各种各样的传感器。这 样的传感器被配置为感测物体的电子特性以便感测邻近或靠近传感器的物体的存在、物体 的物理特性、形状、物体表面上的纹理，材料成分、生物信息和正被感测的物体的其它特征 和特性。 传感器可被配置为通过测量与传感器紧密靠近或接触的物体的例如温度、重量或 各种发射（例如光子发射、电磁发射或原子发射）或者其它特性来被动地检测物体的特性。 这样的实例是非接触式红外温度计，其检测从物体发射出的黑体辐射光谱，从中可计算出 物体的温度。 其它传感器通过利用刺激（例如电压或电流）直接激励物体，然后使用所产生的 信号以确定物体的物理特性或电气特性来工作。这样的示例是由两个端子组成的流体检测 器，一个端子利用电压源激励介质，而第二个端子测量电流以确定导电流体（例如水）的存 在。 由于物体的单点测量通常不提供关于实际应用的物体的足够信息，所以收集测量 的二维阵列通常是有利的。通过在物体表面上方移动线路感测阵列，并且然后像传真机做 的那样进行二维图像的逐行重构，可以创建阻抗的二维阵列。这样的实例是触击式电容指 纹传感器，当拖动手指穿过该触击式电容指纹传感器时，触击式电容指纹传感器测量指纹 的凸起和凹陷之间的电容差。由用户进行的指纹触击动作允许传感器点的一维直线从用户 的指纹表面捕获大量的数据点。在使用各行捕获到的数据点这个事实之后，这类传感器重 构二维指纹图像。该重构过程需要设备进行大量的处理，并且如果触击运动和条件不是最 佳，则容易失败。 -种获得二维图像的更加用户友好的方式是创建二维感测阵列，当用户将指纹表 面仍保持在传感器表面上，而不是触击穿过传感器时，二维感测阵列可以捕获用户的指纹 数据。然而，由于阵列中需要大量的感测点，所以这类传感器在成本上可能过高。这样的实 例是二维电容指纹传感器。目前制造了许多这样的二维电容指纹传感器。然而，这些传感 器基于使用了 150_2或更大的硅面积，因此对于许多应用来说成本过高。它们同时也是脆 弱和易碎的。它们对撞击和甚至温度变化敏感，因此对于大多数应用（例如智能手机和由 用户操作并且有时被用户丢弃的其它移动电子设备）只是耐久性不够。 这些不同类型的电子传感器已经在各种应用中使用，例如用于测量人的生物特征 和特性（例如指纹）的生物计量传感器、医疗应用（例如医疗监测设备）、流体测量监视器 以及许多其它传感器应用。通常，各种设备的感测元件被连接到被配置成处理物体信息以 及能够解释物体特征和特性的处理器。实例包括指纹的凸起和凹陷、温度、存在或不存在的 体积读数以及其它特征和特性。 对于作为特定的实例的二维图像传感器有许多应用，并且创新者与尚未达到期望 的特征和功能的现有技术状况作斗争。例如，指纹传感器已经存在了许多年并且在许多环 境中使用以验证识别、提供对限制区域和信息的访问，以及许多其它用途。在该专利申请 中，将不同类型的指纹传感器强调作为传感器应用的实例，其中实施例可应用于简单解释， 但是其它类型的应用也与该背景讨论相关，并且也将通过实施例的详细描述加以阐述。这 些放置传感器可被配置为感测放置在传感器附近或周围的物体，例如指纹放置传感器，其 被配置成捕获来自用户手指的指纹的完整图像并且将捕获的图像与存储的图像进行比较 用于验证。可选地，传感器可被配置成感测传感器周围的物体的动态运动，例如指纹触击传 感器，其捕获指纹的部分图像，重构指纹图像，并且将捕获的图像与存储的图像进行比较用 于验证。 在这样的应用中，尽管成本一直是商业产品的因素，但它并不是那么关键一一精 确性和可靠性一直是并且仍然保持为最重要的因素。通常，放置传感器，同时感测来自用户 的指纹表面的指纹图像的传感器的二维网格，是明显的选择，并且其许多设计在大多数应 用中已成为标准。一旦感测到指纹图像并以数字形式在设备中再现，将其与预先记录和存 储的图像进行比较，并且当捕获的指纹图像与存储的图像之间存在匹配时，那么完成验证。 近年来，指纹传感器已经找到融入便携式设备（例如笔记本电脑、手持设备、蜂窝电话以及 其它设备）中的方式。尽管精确性和可靠性仍然是重要的，但是系统部件的成本是非常重 要的。传统的放置传感器一直并且仍然非常昂贵的一个主要原因是：它们都使用硅传感器 表面（对于该实例，这排除了光学传感器，因为它们太大了并且需要比便携式设备可以承 担分配的更多的功率等，并且因此它们通常不能用于大多数可商购的设备中）。这些硅表面 是非常昂贵的，因为硅材料和制成计算机芯片的材料一样贵。当然，计算机芯片这些年来已 变得更小以降低其成本并提高其性能。指纹硅之所以不能做得更小的原因在于：它们需要 保持平均的指纹尺寸，以及对用户指纹的完整扫描的要求根本不能折衷。为了验证中足够 的安全性，需要基本上完整的指纹。 后来指纹触击传感器进入市场。触击传感器基本上被设计成具有行传感器，该行 传感器被配置成当用户在相对于传感器线路垂直的方向上触击他们的手指时感测指纹特 征。成本节省：触击传感器需要的硅要少得多，只需要足以配置具有像素传感器阵列的行传 感器。宽度仍然基于平均指纹宽度加以确定，但是与放置传感器相比深度大体上更小。一些 触击传感器是电容传感器，其中逐行测量并记录指纹表面的电容。另一些触击传感器将小 的信号脉冲串发送进入到指纹表面的表面中并测量读取（pickup)线路中的响应，再逐行 记录指纹特征。在任一种情况下，与放置传感器不同，需要在用户完成触击之后重构完整的 指纹图像，并且对各条线进行重新整理和渲染以产生完整的指纹图像。将该图像与存储在 笔记本电脑或其它设备中的指纹图像进行比较，并且如果充分匹配，那么用户将通过验证。 对于电容触击传感器，用直流（DC)开关电容器技术构建了第一代传感器（例如第 6, 011，859号美国专利）。该方法需要使用每个像素两块板，在两块板之间形成电容器，允 许局部存在手指凸起以改变该电容器相对于空气的值。这些DC电容配置从指纹表面采集 图像，而不会穿透到手指表面下方。因此，用不同的欺骗性技术容易仿冒或伪造指纹，并且 当用户手指干燥时，它们性能也比较差。后来引入了 RF(射频）传感器，因为它们中的一些 能够通过用户手指的表面并进入用户手指的内层来感测指纹。各种设备连同不同的检测形 式（包括调幅（AM)和调相（PM))已经利用不同的射频。也有不同配置的发射器和接收器， 一种类型（例如第5, 963, 679号美国专利）使用单个发射器环和被最优化以用于片上感测 的多个低质量接收器阵列。相反，另一种类型（例如第7, 099, 496号美国专利）使用在被 最优化以用于片外感测的梳状平板结构中带有仅一个非常高质量接收器的大的RF发射器 阵列。 低成本放置传感器的发展的一个关键阻碍在于像素密度的问题，以及对传感器设 备的各层之间的大量互连的最终需求。指纹应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻抗传感器，包括：多条大体上平行的驱动线路和多条大体上平行的读取线路，所述多条大体上平行的驱动线路被配置成将信号发送到位于附近的物体；所述多条大体上平行的读取线路被配置成接收所产生的信号并被定向成大体上垂直于驱动线路并且在不同的层上通过位于驱动线路和读取线路之间的大体上不可压缩的电介质与驱动线路物理分离，以形成阻抗敏感的固有电极对的二维阵列，以在由位于感测区域外部的被连接到阵列的每条驱动线路和读取线路的电路驱动，以便激活形成在各个驱动和读取线路交叉处的一个或多个结时，检测位于附近的手指的凸起和凹陷特征，其中所述电路包括连接到每条驱动线路的驱动器或驱动多路复用器、以及缓冲器、开关或附接到每条读取线路的输入多路复用器、以及被配置成从输入缓冲器或输入多路复用器接收其输入的至少一个差分放大器，其中与每条驱动线路和读取交叉位置周围的阻抗成比例的信号可以不同于与另一条驱动线路和读取交叉位置周围的阻抗成比例的信号以区分阻抗值，从而确定相对物体接近程度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：佛瑞德·G·班克利三世，大卫·约瑟夫·若弗鲁瓦，
申请(专利权)人：艾戴克斯公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO