超音波感测装置制造方法及图纸

超音波感测装置包含读取电晶体、超音波传感器和输入电路。读取电晶体包含第一端、第二端和控制端，其中读取电晶体的第一端用于接收参考电压，读取电晶体的第二端用于耦接读取端，读取电晶体的控制端耦接于第一节点。超音波传感器耦接于第一节点和第一输入端之间，用于自第一输入端接收第一控制信号。输入电路耦接于第一节点和第二输入端之间，用于自第二输入端接收第二控制信号。其中，超音波传感器用于依据第一控制信号和第二控制信号产生超音波，并用于依据对应超音波的反射波输出感测信号至读取电晶体的控制端。上述的超音波感测装置具有架构简单和容易组装的优点。

Supersonic sensor

The ultrasonic sensor consists of a reading transistor, an ultrasonic sensor and an input circuit. The reading transistor includes the first end, the second end and the control end, in which the first end of the reading transistor is used to receive the reference voltage, the second end of the reading transistor is used for coupling the reading end, and the control end of the read transistor is coupled to the first node. The ultrasonic sensor is coupled between the first node and the first input terminal, and is used to receive the first control signal from the first input terminal. The input circuit is coupled between the first node and the second input terminal, and is used to receive second control signals from the second input end. The supersonic sensor is used to produce supersonic wave based on the first control signal and the second control signal, and is used to output the sensing signal to the control end of the reading transistor according to the reflected wave of the corresponding ultrasonic wave. The above ultrasonic sensing device has the advantages of simple structure and easy assembly.

【技术实现步骤摘要】
超音波感测装置
本揭示文件有关一种感测装置，尤指一种超音波感测装置。
技术介绍
超音波感测系统具有高分辨率的优点。例如，当用户将手指按压于超音波感测系统的材料接口上时，超音波感测系统可藉由不同强度的反射波获取用户的指纹图像。然而，传统的超音波感测系统往往需要分别设置位置互相对应的超音波发射层和接收层。例如，将超音波发射层设置于接收层上方，或是设置于接收层下方。因此，传统的超音波感测系统因为具有多层架构，而难以实现轻薄化。
技术实现思路
有鉴于此，如何提供架构简单的超音波感测装置，实为业界有待解决的问题。本揭示文件的一实施例有关一种超音波感测装置。超音波感测装置包含读取电晶体、超音波传感器和输入电路。读取电晶体包含一第一端、一第二端和一控制端，其中该读取电晶体的该第一端用于接收一参考电压，该读取电晶体的该第二端用于耦接一读取端，该读取电晶体的该控制端耦接于一第一节点。超音波传感器耦接于该第一节点和一第一输入端之间，用于自该第一输入端接收一第一控制信号。输入电路耦接于该第一节点和一第二输入端之间，用于自该第二输入端接收一第二控制信号。其中，该超音波传感器用于依据该第一控制信号和该第二控制信号产生一超音波，并用于依据对应该超音波的一反射波输出一感测信号至该读取电晶体的该控制端。在某些实施例中，该读取电晶体依据该感测信号调整一感测电流的大小，且该感测电流经由该读取电晶体传递至该读取端。在某些实施例中，当该超音波传感器产生该超音波时，该第一控制信号呈现周期性的反复变化，该第二控制信号维持于一第一电压准位。在某些实施例中，当该超音波传感器依据该反射波输出该感测信号时，该第一控制信号维持于一第二电压准位，该第二控制信号维持于一第三电压准位。在某些实施例中，输入电路包含电阻和齐纳二极体。齐纳二极体包含一阳极端和一阴极端。其中该电阻耦接于该第一节点和该第二输入端之间，该齐纳二极体的该阴极端耦接于该第一节点，该齐纳二极体的该阳极端耦接于该第二输入端。在某些实施例中，超音波传感器包含表面接触层、信号接收传送层和黏合层。信号接收传送层耦接于该第一节点和该第一输入端之间，用于依据该第一控制信号和该第二控制信号产生该超音波。黏合层位于该表面接触层和该信号接收传送层之间。在某些实施例中，超音波传感器另包含第一导电层和第二导电层。第一导电层位于该黏合层和该信号接收传送层的一第一表面之间，且耦接于该第一节点。第二导电层位于该信号接收传送层的一第二表面，且耦接于该第一输入端。在某些实施例中，第一导电层包含第一部分、第二部分和第三部分。第一部分位于该黏合层和该信号接收传送层的该第一表面之间。第二部分位于该信号接收传送层的该第二表面。第三部分耦接于该第一部分和该第二部分。在某些实施例中，当该超音波于该信号接收传送层中传递时，该超音波的一传递速度维持于一第一声速。在某些实施例中，该信号接收传送层具有一第一厚度，该表面接触层具有一第二厚度。其中，当该超音波于该表面接触层中传递时，该超音波的该传递速度为一第二声速，且该第一厚度和该第二厚度的比值，相同于该第一声速和该第二声速的比值。上述的超音波感测装置具有架构简单和容易组装的优点。附图说明为让揭示文件之上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式之说明如下：图1为根据本揭示文件一实施例的超音波感测装置简化后的功能方块图。图2为根据图1的超音波感测装置的一运作实施例简化后的时序图。图3为根据图1的超音波传感器的一实施例简化后的侧视图。图4为根据图1的超音波传感器的另一实施例简化后的侧视图。附图标记：100：超音波感测装置101：处理器110：读取电晶体120：超音波传感器130：输入电路132：电阻134：齐纳二极体140：放大器310：表面接触层320：黏合层330：第一导电层340：信号接收传送层342：第一表面344：第二表面350：第二导电层410：第一部分420：第二部分430：第三部分N1：第一节点Nrd：读取端Tx1：第一输入端Tx2：第二输入端Vsen：感测信号Vct1：第一控制信号Vct2：第二控制信号Vref：参考电压Isen：感测电流T1：发射阶段T2：接收阶段L1：第一电压准位L2：第二电压准位L3：第三电压准位H1：第一高度H2：第二高度具体实施方式以下将配合相关图式来说明本专利技术的实施例。在图式中，相同的标号表示相同或类似的组件或方法流程。图1为根据本揭示文件一实施例的超音波感测装置100简化后的功能方块图。超音波感测装置100包含读取电晶体110、超音波传感器120(ultrasonicwavetransducer)、输入电路130和放大器140。超音波感测装置100可产生超音波，并接收对应前述超音波的反射波，以依据接收到的反射波调整由超音波感测装置100输出至处理器101的感测电流Isen。处理器101则可依据感测电流Isen判断是否有物体接近超音波感测装置100。为使图面简洁而易于说明，超音波感测装置100中的其他组件与连接关系并未绘示于图1中。读取电晶体110的第一端用于接收参考电压Vref，读取电晶体110的第二端用于耦接处理器101的读取端Nrd，读取电晶体的控制端耦接于第一节点N1。读取电晶体110用于依据读取电晶体110的控制端接收到的感测信号Vsen调整感测电流Isen的大小，其中感测电流Isen经由读取电晶体110流至处理器101的读取端Nrd。超音波传感器120耦接于第一节点N1和第一输入端Tx1之间，用于自第一输入端Tx1接收第一控制信号Vct1，并用于依据第一控制信号Vct1产生超音波。而当超音波传感器120接收到对应于超音波传感器120产生的超音波的反射波时，超音波传感器120会依据接收到的反射波输出感测信号Vsen至第一节点N1。输入电路130耦接于第一节点N1和第二输入端Tx2之间，用于自第二输入端Tx2接收第二控制信号Vct2。输入电路130还用于依据第二控制信号Vct2设置第一节点N1的电压准位，且用于维持第一节点N1的电压小于一默认电压以保护读取电晶体110。在本实施例中，输入电路130包含一电阻132和一齐纳二极体(Zenerdiode)134。电阻132耦接于第一节点N1和第二输入端Tx2之间。齐纳二极体134的阴极端耦接于第一节点N1，阳极端则耦接于第二输入端Tx2。放大器140串联于第一输入端Tx1和超音波传感器120之间，以放大第一控制信号Vct1。实作上，处理器101可使用各种微处理器、特殊应用集成电路(ASIC)或现场可程序化门阵列(FPGA)来实现。读取电晶体110可使用各种合适的N型电晶体来实现。超音波传感器120可使用包含压电材料的多层结构来实现。图2为依据图1的超音波感测装置100的一运作实施例简化后的时序图。以下将配合图1和图2近一步说明超音波感测装置100的运作，其中超音波感测装置100的运作了包含发射阶段T1以及接收阶段T2。于发射阶段T1中，第一控制信号Vct1呈现周期性的反复变化(例如，呈现正弦波形)，第二控制信号Vct2维持于第一电压准位L1(例如，接地电压)，而使得第一节点N1具有对应于第一电压准位L1或是接地电压的固定电压准位。当第一控制信号Vct1传递至超音波传感器120时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超音波感测装置，其特征在于，该超音波感测装置包含：一读取电晶体，包含一第一端、一第二端和一控制端，其中该读取电晶体的该第一端用于接收一参考电压，该读取电晶体的该第二端用于耦接一读取端，该读取电晶体的该控制端耦接于一第一节点；一超音波传感器，耦接于该第一节点和一第一输入端之间，用于自该第一输入端接收一第一控制信号；以及一输入电路，耦接于该第一节点和一第二输入端之间，用于自该第二输入端接收一第二控制信号；其中，该超音波传感器用于依据该第一控制信号和该第二控制信号产生一超音波，并用于依据对应该超音波的一反射波输出一感测信号至该读取电晶体的该控制端。

【技术特征摘要】
1.一种超音波感测装置，其特征在于，该超音波感测装置包含：一读取电晶体，包含一第一端、一第二端和一控制端，其中该读取电晶体的该第一端用于接收一参考电压，该读取电晶体的该第二端用于耦接一读取端，该读取电晶体的该控制端耦接于一第一节点；一超音波传感器，耦接于该第一节点和一第一输入端之间，用于自该第一输入端接收一第一控制信号；以及一输入电路，耦接于该第一节点和一第二输入端之间，用于自该第二输入端接收一第二控制信号；其中，该超音波传感器用于依据该第一控制信号和该第二控制信号产生一超音波，并用于依据对应该超音波的一反射波输出一感测信号至该读取电晶体的该控制端。2.如权利要求1的超音波感测装置，其特征在于，该读取电晶体依据该感测信号调整一感测电流的大小，且该感测电流经由该读取电晶体传递至该读取端。3.如权利要求2的超音波感测装置，其特征在于，当该超音波传感器产生该超音波时，该第一控制信号呈现周期性的反复变化，该第二控制信号维持于一第一电压准位。4.如权利要求3的超音波感测装置，其特征在于，当该超音波传感器依据该反射波输出该感测信号时，该第一控制信号维持于一第二电压准位，该第二控制信号维持于一第三电压准位。5.如权利要求1的超音波感测装置，其特征在于，该输入电路包含：一电阻；以及一齐纳二极体，包含一阳极端和一阴极端；其中该电阻耦接于该第一节点和该...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖致霖，管益章，
申请(专利权)人：业成科技成都有限公司，业成光电深圳有限公司，英特盛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51