具有双工传感器单元的指纹传感器阵列制造技术

具有双工传感器单元的指纹传感器阵列。一种指纹感测设备包括基板和在基板上形成的传感器单元的阵列。这些传感器单元被划分为多个组。每组与组可识别信号相关联。每组中的传感器单元被配置为发送相应组的组可识别信号，并且还被配置为同时接收由其它组中的传感器单元发送的组可识别信号。组可识别信号相对于彼此是正交的。

Fingerprint sensor array with duplex sensor unit

Fingerprint sensor array with duplex sensor unit. A fingerprint sensing device includes a substrate and an array of sensor units formed on the substrate. These sensor units are divided into multiple groups. Each group is associated with identifiable signals. The sensor units in each group are configured to transmit group identifiable signals to the corresponding group, and are configured to simultaneously receive group identifiable signals sent by the sensor units in other groups. The identifiable signals of the group are orthogonal to each other.

【技术实现步骤摘要】
具有双工传感器单元的指纹传感器阵列
本公开总体上涉及能够感测事件的电子设备。更具体地，但不以限制的方式，本公开涉及一种感测装置以及一种用于诸如指纹传感器的感测装置的驱动和感测方法及其系统。
技术介绍
图1是主要包括边框2和感测部分3的指纹传感器1的顶视图。边框2提供强的外部交流(AC)信号。感测部分3具有控制电路、传感器阵列4等。传感器阵列4包括用作AC信号的接收单元的M×N传感器单元5。图2是指纹传感器1的截面图6，示出了指纹传感器1的操作。手指7触摸指纹传感器1。来自边框2的AC信号8经过手指7和保护层9，并且到达扫描传感器单元10。包括扫描传感器单元10和其它传感器单元11在内的所有传感器单元位于基板12上。传感器单元10和11中的每个与手指表面的覆盖相应传感器单元的部分形成电容器。该电容器的电容根据相应手指表面是脊还是谷而变化。可以通过驱动AC信号8穿过手指7并且测量在每个传感器单元处的这些电容的变化来获得电容器值的图案。因此，获得指纹图像。然而，当边框2用作强的外部AC信号源时，存在许多缺点。首先，其增加了指纹传感器1的材料成本和制造工艺的复杂性。第二，其降低了指纹传感器的产品产量。第三，当整个模块被集成到电子设备内(诸如，被放置在移动电话或类似设备上)时，边框2使设备的工业设计(例如，结构和外观)更加困难并且可能与设备的机械要求不匹配。针对以上问题的一种方法将一些传感器单元(例如，传感器单元11)指定为发送单元并且将一些传感器单元(例如，传感器单元10)指定为接收单元。传感器单元或发送信号或接收信号，但不能两者兼顾。这样的方法经受较慢的帧速率的困扰，因为所述单元不得不在发送模式和接收模式之间进行切换。此外，由于仅一些单元发送信号，所以这样的方法不能提供足够的发送功率，因此缺少针对特定指纹应用所必需的灵敏度。此外，对于这样的方法，接收单元和附近的发送单元之间的直接耦合(couple)可能是有问题的。因此，需要改善指纹传感器的结构以及用于实现指纹传感器的机制。
技术实现思路
本公开涉及用于感测事件的设备、系统和方法。更具体地，本公开涉及一种电容感测装置及其系统。本公开的一个目的是提供用于将信号驱动至电容指纹扫描器并且感测来自电容指纹扫描器的输出，以便增加其电容感测精度而不使用用于驱动信号的边框的系统和方法。根据本公开的实施方式，一种指纹感测设备包括基板和在基板上设置的传感器单元的阵列。这些传感器单元被放置为行和列以形成矩阵。这些传感器单元被划分为多个组并且每个组均与组可识别信号相关联。在一实施方式中，这些组可识别信号是正交的。组中的每个传感器单元发送相应组的组可识别信号。同时，每个传感器单元均从其它传感器单元接收组可识别信号。例如，指纹感测设备可以具有八(8)组传感器单元，每个传感器单元发送一个组可识别信号并且接收七个组可识别信号，并且这八个组可识别信号是正交的。在各种示例中，每个组中可能具有数百或数千个传感器单元。在一实施方式中，指纹感测设备还包括与传感器单元集成的控制器，并且该控制器被设计为收集由传感器单元报告的感测事件或电容。根据本公开的一个方面，所有传感器单元可以同时发送和接收。这提供了许多好处。首先，这提供了比一次仅有一个或少量传感器单元可以发送的指纹感测设备更大的总发射功率，因此这提供了更好的灵敏度。这实现了更高的发送功率，而无需增加指纹感测设备的操作电压。因此，这更适合人机接口应用。第二，与逐单元扫描整个表面的其它类型的指纹感测设备相比，这大大提高了指纹采集帧速率。第三，由于传感器单元接收多个扫描信号，所以传感器单元可以例如基于它本身和信号源之间的距离给不同的信号分配权重。这使得传感器单元能够为了抗噪声的目的，选择性地接受或拒绝信号。此外，多个正交信号增加了指纹感测设备的对抗环境噪声的可靠性。应该理解，以上总体描述和以下详细描述本质上都是示例性和解释性的并且旨在提供本公开的理解而没有限制本公开的范围。在这方面，根据以下详细描述，本公开的附加的方面、特征和优点对于本领域的普通技术人员来说将是显而易见的。附图说明附图示出了本文公开的系统和方法的实施方式，并且和说明书一起用于解释本公开的原理。图1是指纹传感器的顶视图。图2是图1中的指纹传感器的截面图，示出了指纹传感器的操作，其中，手指放置在指纹传感器上。图3是根据本公开的一些实施方式构造的指纹传感器的截面图。图4是根据本公开的一些实施方式构造的图3中的指纹传感器的顶视图。图5是根据本公开的一些实施方式构造的指纹传感器单元的示意性框图。图6、图7、图8和图9是根据本公开的一些实施方式构造的图3中的指纹传感器的顶视图。具体实施方式为了促进理解本公开的原理的目的，现在将参照附图中所示的实施方式，并且将使用特定的语言来描述实施方式。然而，应该理解，不旨在限制本公开的范围。对本公开所涉及的
的普通技术人员来说通常很容易想到对所述设备、系统、方法的任何改变和进一步的修改以及本公开的原理的任何进一步应用。例如，相对于一个实施方式描述的特征、组件和/或步骤可以与相对于本公开的其它实施方式描述的特征、组件和/或步骤组合以形成根据本公开的设备、系统或方法的又一个实施方式，即使未明确地示出这样的组合。此外，为了简单起见，在一些实例中，贯穿附图使用相同的参考标号来指代相同或相似的部件。图3是根据本公开的一些实施方式构造的指纹感测设备(或指纹传感器)20的部分的截面图。虽然该指纹感测设备被称为指纹传感器，但是并不旨在限制设备的范围。在各种实施方式中，该指纹感测设备可以是用于感测触摸位置或手势的触摸面板，或是用于感测触摸印迹(touchimpression)的指纹扫描器。在一些实施方式中，指纹传感器20是诸如传感器单元24的单行(例如，扫掠扫描器(sweepscanner))或传感器单元24的二维阵列(例如，区域扫描器)的电容指纹传感器。每个传感器单元24通常包括有源电容反馈电路，有源电容反馈电路的有效电容通过在传感器单元24附近存在手指而减小。电容减少的量针对脊较多并且针对谷较少，从而允许用户的指纹被记录或识别出。指纹传感器20包括基板12、在基板上形成的感测部分22以及在感测部分22上形成的保护层9。基板12可以是绝缘基板、集成电路(IC)基板、玻璃或石英基板、或其它类型的基板。保护层9可以包括聚酰亚胺基质中的钛酸钡、氧化物、氮化物、碳化物、玻璃、陶瓷、蓝宝石的薄膜、或其它类型的介电材料。感测部分22包括配置为阵列(诸如，M×N或1×N阵列)的许多传感器单元24。如图3中双向虚线箭头所指示的，每个传感器单元24可操作以发送信号26和接收多个信号26。因此，每个传感器单元24具有双工工作模式(因此为双工传感器单元)。在发送和接收方向上的信号26(相对于传感器单元24)是不同的。在一实施方式中，在发送和接收方向上的信号26是正交的，诸如，频率上正交或编码上正交。如图3所示，传感器单元24-A从每个其它传感器单元接收信号，并且同时，将它的信号广播至每个其它传感器单元。这些信号26通过保护层9和手指7并且到达目的地传感器单元24。为了简单起见，在图3中没有示出所有信号26。在每个传感器单元24(诸如，传感器单元24-A)处，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指纹感测设备，所述指纹感测设备包括：基板；以及传感器单元的阵列，其形成在所述基板上，其中，所述传感器单元被划分为多个组；每组与组可识别信号相关联；每组中的所述传感器单元被配置为发送相应组的所述组可识别信号并且还被配置为同时接收由其它组中的所述传感器单元发送的所述组可识别信号；并且所述组可识别信号相对于彼此是正交的。

【技术特征摘要】
1.一种指纹感测设备，所述指纹感测设备包括：基板；以及传感器单元的阵列，其形成在所述基板上，其中，所述传感器单元被划分为多个组；每组与组可识别信号相关联；每组中的所述传感器单元被配置为发送相应组的所述组可识别信号并且还被配置为同时接收由其它组中的所述传感器单元发送的所述组可识别信号；并且所述组可识别信号相对于彼此是正交的。2.根据权利要求1所述的指纹感测设备，其中，所述传感器单元的阵列包括传感器单元的行和列，并且所述组中的每个均包括传感器单元的完整的行。3.根据权利要求2所述的指纹感测设备，其中，连续地布置属于同一组的传感器单元的所述完整的行。4.根据权利要求2所述的指纹感测设备，其中，连续地布置属于不同组的传感器单元的所述完整的行。5.根据权利要求1所述的指纹感测设备，其中，属于第一组的传感器单元由属于与所述第一组不同的组的传感器单元围绕。6.根据权利要求1所述的指纹感测设备，其中，所述传感器单元的阵列包括传感器单元的行和列，并且所述组中的每个被布置成传感器单元的一个或更多个N×M块，其中，N和M中的每个是小于行中的传感器单元的数量并且小于列中的传感器单元的数量的整数。7.根据权利要求1所述的指纹感测设备，其中，所述组可识别信号是正交频分复用OFDM信号。8.根据权利要求1所述的指纹感测设备，其中，传感器单元被配置为给该传感器单元从其它组的所述传感器单元接收的所述组可识别信号分配不同的权重。9.根据权利要求1所述的指纹感测设备，其中，传感器单元被配置为忽略由紧围绕该传感器单元的传感器单元发送的所述组可识别信号。10.根据权利要求1所述的指纹感测设备，所述指纹感测设备还包括：与所述传感器单元集成的控制器，并且所述控制器被设计为收集由所述传感器单元报告的电容。11.一种指纹感测设备，所述指纹感测设备包括：基板；传感器单元的阵列，其形成在所述基板上；以及控制器，其与所述传感器单元集成，并且被设计为收集由所述传感器单元感测的电容，其中：所述传感器单元被划分为多个组；每组中的所述传感器单元被配置为发送组可识别信号并且接收由其它组的所述传感器单元发送的组可识别信号；每...

【专利技术属性】
技术研发人员：程泰毅，
申请(专利权)人：上海思立微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31