太阳城集团

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具有有源放大像素的自电容指纹传感器.pdf

摘要
申请专利号:

CN201580023957.0

申请日:

2015.10.08

公开号:

CN106716438A

公开日:

2017.05.24

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G06K 9/00申请日:20151008|||公开
IPC分类号: G06K9/00; G06F3/041 主分类号: G06K9/00
申请人: 深圳市汇顶科技股份有限公司
发明人: 皮波; 杨孟达; 何毅
地址: 518000 广东省深圳市福田保税区腾飞工业大厦B座13层
优先权: 2014.10.06 US 62/060,526; 2015.06.18 US 62/181,724
专利代理机构: 上海晨皓知识产权代理事务所(普通合伙) 31260 代理人: 成丽杰
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法律状态
申请(专利)号:

CN201580023957.0

授权太阳城集团号:

|||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2017.06.16|||2017.05.24

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明提供一种指纹传感器装置(100),所述指纹传感器装置(100)包含基板(104)和安置在所述基板(104)上的传感器芯片(102)。所述传感器芯片(102)包含传感器像素阵列(108),所述阵列被配置成通过感测接触所述指纹传感器装置(100)的手指(101)的表面的脊和谷而产生指纹数据。每个传感器像素(108)包含单个传感器电极(112)和放大器(122),所述放大器有电连接到所述传感器电极(112)的反相端子和电连接到驱动信号的非反相端子。所述驱动信号在所述传感器电极(112)与接触所述指纹传感器装置(100)的所述手指的所述表面的所述脊和谷中的至少一者之间产生电场,从而产生具有至少部分基于所述传感器电极(112)与所述手指(101)的所述脊和谷中的所述至少一者之间的距离的可变电容的可变电容器(130)。

权利要求书

1.一种指纹传感器装置,其包括:
基板;以及
指纹传感器,其安置在所述基板上,其中所述指纹传感器包含传感器像素阵列,所述传
感器像素阵列通过感测接触所述指纹传感器装置的手指的表面的脊和谷而产生指纹数据;
压力传感器,其安置在位于所述指纹传感器的平面处的所述基板上,其中所述压力传
感器检测来自所述手指的压力以传送解锁信号来启动指纹检测。
2.根据权利要求1所述的指纹传感器装置,其包含横向振动器以向所述手指提供触觉
反馈。
3.根据权利要求1所述的指纹传感器装置,其中所述指纹传感器和所述压力传感器被
集成到单个集成电路芯片中。
4.根据权利要求1所述的指纹传感器装置,其中所述指纹传感器和所述压力传感器被
集成到系统芯片中。
5.根据权利要求1所述的指纹传感器装置,其中每个传感器像素包含:
单个传感器电极;以及
放大器,其有电连接到所述传感器电极的反相端子和电连接到驱动信号的非反相端
子;
其中所述驱动信号在所述传感器电极与接触所述指纹传感器装置的所述手指的所述
表面的所述脊和谷中的至少一者之间产生电场,从而产生具有至少部分基于所述传感器电
极与所述手指的所述脊和谷中的所述至少一者之间的距离的可变电容的可变电容器。
6.根据权利要求1所述的指纹传感器装置,其中:
所述放大器在所述放大器的输出端子与所述反相端子之间在负反馈回路中被电连接
到反馈电容器。
7.根据权利要求6所述的指纹传感器装置,其中:
所述放大器至少基于所述可变电容而产生输出信号;以及
所述输出信号用于所述指纹数据。
8.根据权利要求7所述的指纹传感器装置,其中所述放大器至少基于所述可变电容和
不具有额外非寄生电容的所述反馈电容器的反馈电容而产生所述输出信号。
9.根据权利要求1所述的指纹传感器装置,其中:
所述指纹传感器包含被电布置在行或列中的所述传感器像素阵列。
10.根据权利要求9所述的指纹传感器装置,其中:
所述指纹传感器包含信号处理单元,所述信号处理单元电连接到被电布置在行或列中
的所述传感器像素阵列,以处理从所述传感器像素阵列接收的指纹数据。
11.根据权利要求10所述的指纹传感器装置,其中:
所述指纹传感器包含多路复用开关网络,所述多路复用开关网络将所述信号处理单元
电连接到被电布置在行或列中的所述传感器像素阵列;
其中所述多路复用开关网络每次一行或一列地将所述信号处理单元选择性地电连接
到所述传感器像素阵列。
12.根据权利要求11所述的指纹传感器装置,其中:
其中所述多路复用开关网络每次一行或一列地将所述信号处理单元选择性地电连接
到所述传感器像素阵列,以向被电连接到所述信号处理单元的所述对应行或列中的一或多
个传感器像素选择性地供电。
13.根据权利要求1所述的指纹传感器装置,其包括:
保护盖,其安置在所述传感器芯片上。
14.根据权利要求13所述的指纹传感器装置,其中所述保护盖包含电介质材料。
15.根据权利要求14所述的指纹传感器装置,其中所述电介质材料包含玻璃、二氧化硅
(SiO2)、蓝宝石、塑料或聚合物。
16.一种电子装置,其包括
主处理器;以及
指纹传感器装置,其包含:
衬底;以及
指纹传感器,其安置在所述衬底上,其中所述指纹传感器包含传感器像素阵列,所述传
感器像素阵列通过感测接触所述指纹传感器装置的手指的表面的脊和谷而产生指纹数据;
压力传感器,其安置在位于所述指纹传感器的平面处的所述衬底上,其中所述压力传
感器检测来自所述手指的压力,以将解锁信号传送到所述主处理器,从而将所述电子装置
解锁和启动指纹检测。
17.根据权利要求16所述的电子装置,其包含横向振动器以向所述手指提供触觉反馈。
18.根据权利要求16所述的电子装置,其中所述指纹传感器和所述压力传感器被集成
到单个集成电路芯片中。
19.根据权利要求16所述的电子装置,其中所述指纹传感器和所述压力传感器被集成
到系统芯片中。
20.根据权利要求16所述的电子装置,其中每个传感器像素包含:单个传感器电极;以

放大器,其有电连接到所述传感器电极的反相端子和电连接到驱动信号的非反相端
子;
其中所述驱动信号在所述传感器电极与接触所述指纹传感器装置的所述手指的所述
表面的所述脊和谷中的至少一者之间产生电场,从而产生具有至少部分基于所述传感器电
极与所述手指的所述脊和谷中的所述至少一者之间的距离的可变电容的可变电容器;以及
保护盖,其安置在所述指纹传感器装置上。
21.根据权利要求20所述的电子装置,其中:
所述放大器在所述放大器的输出端子与所述反相端子之间在负反馈回路中电连接到
反馈电容器。
22.根据权利要求21所述的电子装置,其中:
所述放大器至少基于所述可变电容而产生输出信号;以及
所述输出信号用于所述指纹数据。
23.根据权利要求20所述的电子装置,其中所述放大器至少基于所述可变电容和不具
有额外非寄生电容的所述反馈电容器的反馈电容而产生所述输出信号。
24.根据权利要求20所述的电子装置,其中:
所述指纹传感器包含被电布置在行或列中的所述传感器像素阵列。
25.根据权利要求24所述的电子装置,其中:
所述指纹传感器包含信号处理单元,所述信号处理单元电连接到被电布置在行或列中
的所述传感器像素阵列,以处理从所述传感器像素阵列接收的指纹数据。
26.根据权利要求25所述的电子装置,其中:
所述指纹传感器包含多路复用开关网络,所述多路复用开关网络被配置成将所述信号
处理单元电连接到被电布置在行或列中的所述传感器像素阵列;
其中所述多路复用开关网络每次一行或一列地将所述信号处理单元选择性地电连接
到所述传感器像素阵列。
27.根据权利要求26所述的电子装置,其中:
其中所述多路复用开关网络每次一行或一列地将所述信号处理单元选择性地电连接
到所述传感器像素阵列,以向电连接到所述信号处理单元的所述对应行或列中的一或多个
传感器像素选择性地供电。
28.根据权利要求20所述的电子装置,其中所述保护盖包含电介质材料。
29.根据权利要求28所述的电子装置,其中所述电介质材料包含玻璃、二氧化硅
(SiO2)、蓝宝石、塑料或聚合物。
30.根据权利要求20所述的电子装置,其中所述保护盖安置在所述指纹传感器装置上
以保护不与所述手指的所述表面直接接触。
31.根据权利要求20所述的电子装置,其中安置在所述保护盖下方的所述指纹传感器
装置充当不具有机械致动器的虚拟按钮。
32.根据权利要求20所述的电子装置,其中:
所述保护盖安置成在所述指纹传感器装置上形成开口;且
所述指纹传感器装置包含集成保护盖,所述集成保护盖与所述电子装置的所述保护盖
分开以保护所述传感器芯片不与所述手指的所述表面直接接触。
33.根据权利要求32所述的电子装置,其中与所述电子装置的所述保护盖分开的所述
指纹传感器装置的所述集成保护盖包含电介质材料。
34.根据权利要求33所述的电子装置,其中所述指纹传感器装置的所述集成保护盖的
所述电介质材料包含玻璃、二氧化硅(SiO2)、蓝宝石、塑料或聚合物。
35.根据权利要求20所述的电子装置,其中所述电子装置包含移动电话。
36.一种将移动装置解锁的方法,所述方法包括:
通过所述移动装置中的指纹传感器装置来检测来自手指的触摸;以及响应于来自手指
的所述检测到的触摸,发送唤醒信号到所述移动装置的主处理器以启动所述移动装置的唤
醒。
37.根据权利要求36所述的方法,其包含:
响应于所述发送唤醒信号,从所述主处理器接收确认所述移动装置正在唤醒的响应信
号。
38.根据权利要求37所述的方法,其包含:
响应于所述所接收的响应信号而启动指纹检测。
39.根据权利要求36所述的方法,其中所述检测所述触摸包含:
确定所述检测到的触摸是否持续预定太阳城集团周期。
40.根据权利要求36所述的方法,其中所述检测所述触摸包含:
检测来自所述手指的压力。
41.根据权利要求40所述的方法,其中所述检测所述压力包含:
确定所述检测到的压力是否满足预定量。
42.根据权利要求36所述的方法,其包含:
将触觉反馈提供给所述手指以确认已检测到所述触摸。

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