傳感器陣列及芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種傳感器陣列及芯片，所述傳感器陣列包括多個像素單元，所述多個像素單元相互拼接以形成與手指面積大小相當(dāng)?shù)膫鞲衅麝嚵?；所述多個像素單元中包括形狀為等邊六邊形的像素單元。本發(fā)明的傳感器陣列的多個像素單元的形狀設(shè)置為等邊六邊形，使得像素單元在電場中的邊緣效應(yīng)減小，從而增加了指紋圖像的清晰度。
【專利說明】
傳感器陣列及芯片
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及傳感器陣列及芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]為了辨別指紋，目前的指紋識別器主要可以分為光學(xué)式指紋識別器以及電容式指紋識別器。而其中，電容式指紋識別器是利用半導(dǎo)體芯片式感測器來感測指紋，其原理是將傳感器陣列整合于一芯片中，當(dāng)使用者進(jìn)行指紋辨識，將手指按壓在該芯片表面時，傳感器陣列形成電場的一個電極，手指形成電場的另一個電極，以完成指紋紋路影像的擷取。而指紋識別傳感器的每個像素都是一個單獨的感應(yīng)單元，利用傳感器陣列中的每個像素分別辨識指紋每個部分，即可完成手指指紋的采集。
[0003]然而，由于在電場中受到了電場的邊緣效應(yīng)的影響，每個像素單元均會在其邊緣部分形成發(fā)散狀的電場線，且在傳感器陣列邊緣部分時會更加嚴(yán)重，從而影響傳感器識別到的指紋圖像不清晰，導(dǎo)致不容易識別等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種傳感器陣列及芯片，旨在提高指紋識別圖像的清晰度。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種傳感器陣列，包括多個像素單元，所述多個像素單元相互拼接以形成與手指面積大小相當(dāng)?shù)膫鞲衅麝嚵?所述多個像素單元中包括形狀為等邊六邊形的像素單元。
[0006]
優(yōu)選地，所述等邊六邊形的像素單元的兩邊之間的夾角為銳角時，所述夾角之間連接一短邊，以使夾角為鈍角。
[0007]
本發(fā)明還提供一種芯片，所述芯片包括如上所述的傳感器陣列，以及與傳感器陣列電連接的外圍電路，所述外圍電路接收所述傳感器陣列采集的信息進(jìn)行處理。
[0008]
優(yōu)選地，所述傳感器陣列周邊還圍設(shè)有輔助電場。
[0009]
優(yōu)選地，所述輔助電場接通有第一電壓的電源，所述第一電壓與所述手指和芯片之間形成的電場電壓相等。
[0010]
優(yōu)選地，所述像素單元拼接形成的所述傳感器陣列為四邊形的傳感器陣列。
[0011]
優(yōu)選地，所述四邊形的傳感器陣列四周圍設(shè)有與其形狀相似的四邊形輔助電場，所述四邊形輔助電場的四邊與所述四邊形的傳感器陣列的四邊間隔設(shè)置。
[0012]
優(yōu)選地，所述像素單元拼接形成的所述傳感器陣列為等邊六邊形的傳感器陣列。
[0013]
優(yōu)選地，所述等邊六邊形的傳感器陣列周邊圍設(shè)有等邊六邊形輔助電場，所述等邊六邊形輔助電場的各邊與所述等邊六邊形的傳感器陣列的各邊間隔設(shè)置。
[0014]
優(yōu)選地，所述等邊六邊形的傳感器陣列周邊圍設(shè)有四邊形輔助電場。
[0015]
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:由于本發(fā)明的傳感器陣列的多個像素單元的形狀設(shè)置為等邊六邊形，使得像素單元在電場中的邊緣效應(yīng)減小，從而增加了指紋圖像的清晰度。
[0016]
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明傳感器陣列實施例的原理示意圖；
圖2為本發(fā)明傳感器陣列另一實施例的原理示意圖；
圖3為本發(fā)明傳感器陣列中像素單元的原理示意圖；
圖4為本發(fā)明芯片的原理示意圖；
圖5為本發(fā)明芯片的第一實施例原理示意圖；
圖6為本發(fā)明芯片的第一實施例中另一原理示意圖；
圖7為本發(fā)明芯片的第二實施例原理示意圖；
圖8為本發(fā)明芯片的第三實施例原理示意圖。
[0019]
本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
[0020]
【具體實施方式】
[0021]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0022]需要說明，本發(fā)明實施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關(guān)系、運動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。
[0023]本發(fā)明實施例提出一種傳感器陣列。
[0024]如圖1所示，在本發(fā)明實施例中，傳感器陣列3包括多個像素單元I，所述多個像素單I元相互拼接以形成與手指面積大小相當(dāng)?shù)膫鞲衅麝嚵?;所述多個像素單元I中包括形狀為等邊六邊形的像素單元。
[0025]在本實施例中，該傳感器陣列應(yīng)用于指紋識別傳感器中。當(dāng)使用者進(jìn)行指紋辨識時，如圖2所示，傳感器陣列3形成電場的一個電極，手指4形成電場的另一個電極，手指4與傳感器陣列3之間形成一電場，以完成指紋紋路影像的擷取。而指紋識別傳感器的每個像素單元都是一個單獨的感應(yīng)單元，利用傳感器陣列3中的每個像素分別辨識指紋每個部分，SP可完成手指指紋的采集。由于六邊形的形狀最接近圓形，所以在電場中，等邊六邊形的形狀受到的邊緣效應(yīng)影響較小、且在工藝上容易實現(xiàn)，使得每個像素單元在其邊緣部分的電場線發(fā)散較小，從而使得傳感器識別到的指紋圖像更加清晰，便于識別。且等邊六邊形可以為正六邊形、凸六邊形或者凹六邊形。
[0026]在另一實施例中，如圖2、圖3所示，所述等邊六邊形的像素單元I的兩邊之間的夾角為銳角時，所述夾角之間連接一短邊11，以使夾角為鈍角。即當(dāng)?shù)冗吜呅蔚娜我鈨蓷l邊形成的夾角為銳角時，將該夾角進(jìn)行切角，以形成兩個鈍角，兩條邊之間增加一相連的短邊11，在形狀上類似于六邊形，但夾角均為鈍角。
[0027]具體地，所述等邊六邊形的像素單元的兩邊之間的夾角為120°?140°。在優(yōu)選實施例中，該夾角為135°，便于傳感器陣列的開模、生產(chǎn)等工藝。
[0028]在另一實施例中，在一傳感器陣列中，所述多個像素單元I均為等邊六邊形的像素單元。整個傳感器陣列3均由等邊六邊形的像素單元拼接，使得整個等邊六邊形受到的邊緣效應(yīng)更小，增加圖像識別度。
[0029]圖1至圖5中所示的由多個像素單元I拼接形成的為部分傳感器陣列，在圖中僅作示意，在具體實施例中，像素單元I的個數(shù)可由芯片大小、像素單元面積來決定。
[0030]如圖2至圖5所示，本發(fā)明還提供一種芯片，所述芯片包括如上所述的傳感器陣列3，以及與傳感器陣列3電連接的外圍電路(圖未示)，所述外圍電路接收所述傳感器陣列3采集的信息進(jìn)行處理。具體地，外圍電路包括放大器、濾波器、數(shù)據(jù)處理器等指紋識別傳感器中的通用電路，該外圍電路與傳感器陣列3封裝處理，以滿足指紋識別傳感器的需要。
[0031 ]在本實施例中，傳感器陣列3形成電場的一個電極，手指4形成電場的另一個電極，手指4與傳感器陣列3之間形成一電場，以完成指紋紋路影像的擷取。而指紋識別傳感器的每個像素單元都是一個單獨的感應(yīng)單元，利用傳感器陣列3中的每個像素分別辨識指紋每個部分，即可完成手指指紋的采集。由于在電場中，等邊六邊形的形狀受到的邊緣效應(yīng)影響較小，使得每個像素單元在其邊緣部分的電場線發(fā)散較小，從而使得傳感器識別到的指紋圖像更加清晰，便于識別。
[0032]如圖2至圖6所示，傳感器陣列3周邊還圍設(shè)有輔助電場2。輔助電場2為圍設(shè)在傳感器陣列3外圍的導(dǎo)體，可以為線狀、或塊狀，可通過封裝、版圖等技術(shù)手段實現(xiàn)，為傳感器陣列3提供一外加電場，以改善傳感器陣列3電場的邊緣效應(yīng)。
[0033]在具體實施例中，輔助電場2接通有第一電壓的電源，所述第一電壓與手指和芯片之間形成的電場電壓相等。如圖2所示，當(dāng)手指4與傳感器陣列3之間形成電場時，接通輔助電場2的電源，以使輔助電場2的電場線與手指4和傳感器陣列3之間的電場線相互聚攏，SP可避免手指4和傳感器陣列3之間的電場線過于分散，以達(dá)到減小邊緣效應(yīng)的效果，以提高圖像的識別度。
[0034]在第一實施例中，如圖3所示，所述像素單元I拼接形成的所述傳感器陣列3為四邊形的傳感器陣列。四邊形的傳感器陣列可便于外圍電路設(shè)計、芯片封裝，且在傳感器陣列3邊緣部分，可以將像素單元I的形狀作適當(dāng)調(diào)整，以滿足芯片設(shè)計需要。
[0035]如圖3所示，所述四邊形的傳感器陣列3四周圍設(shè)有與其形狀相似的四邊形輔助電場2，所述四邊形輔助電場2的四邊與所述四邊形的傳感器陣列3的四邊間隔設(shè)置。在具體實施例中，輔助電場2與傳感器陣列3之間的距離與傳感器陣列3的形狀、大小、距離手指的距離以及介質(zhì)有關(guān)，可根據(jù)實際需求進(jìn)行設(shè)計。
[0036]如圖4所示，輔助電場2靠近傳感器陣列3設(shè)置，輔助電場2與傳感器陣列3的邊緣處不規(guī)則金屬片連接，形成一不規(guī)則形狀的導(dǎo)體，以實現(xiàn)改善傳感器陣列3電場的邊緣效應(yīng)的效果，同時也增加芯片的實用面積。在本實施例中，輔助電場2為塊狀的導(dǎo)體。
[0037]
在第二實施例中，所述像素單元I拼接形成的所述傳感器陣列3為等邊六邊形的傳感器陣列。等邊六邊形的傳感器陣列結(jié)構(gòu)緊湊，且邊緣效應(yīng)影響小。
[0038]如圖5所示，所述等邊六邊形的傳感器陣列3周邊圍設(shè)有等邊六邊形輔助電場2，所述等邊六邊形輔助電場2的各邊與所述等邊六邊形的傳感器陣列3的各邊間隔設(shè)置。在進(jìn)行芯片封裝時，等邊六邊形輔助電場和等邊六邊形的傳感器陣列安裝在電路板上后，外圍電路可設(shè)置于電路板上等邊六邊形的各邊外，以減小芯片面積。
[0039]
在第三實施例中，所述像素單元I拼接形成的所述傳感器陣列3為等邊六邊形的傳感器陣列3。等邊六邊形的傳感器陣列3結(jié)構(gòu)緊湊，且邊緣效應(yīng)影響小。
[0040]如圖6所示，所述等邊六邊形的傳感器陣列3周邊圍設(shè)有四邊形輔助電場2，所述四邊形輔助電場2的各邊與所述等邊六邊形的傳感器陣列3的各邊間隔設(shè)置。四邊形的輔助電場2可方便芯片的封裝設(shè)計。
[0041]
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下，利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種傳感器陣列，其特征在于:包括多個像素單元，所述多個像素單元相互拼接以形成與手指面積大小相當(dāng)?shù)膫鞲衅麝嚵?所述多個像素單元中包括形狀為等邊六邊形的像素單元。2.如權(quán)利要求1所述的傳感器陣列，其特征在于:所述等邊六邊形的像素單元的兩邊之間的夾角為銳角時，所述夾角之間連接一短邊，以使夾角為鈍角。3.一種芯片，其特征在于，所述芯片包括如權(quán)利要求1至2所述的傳感器陣列，以及與傳感器陣列電連接的外圍電路，所述外圍電路接收所述傳感器陣列采集的信息進(jìn)行處理。4.如權(quán)利要求3所述的芯片，其特征在于，所述傳感器陣列周邊還圍設(shè)有輔助電場。5.如權(quán)利要求4所述的芯片，其特征在于，所述輔助電場接通有第一電壓的電源，所述第一電壓與所述手指和芯片之間形成的電場電壓相等。6.如權(quán)利要求5所述的芯片，其特征在于，所述像素單元拼接形成的所述傳感器陣列為四邊形的傳感器陣列。7.如權(quán)利要求6所述的芯片，其特征在于，所述四邊形的傳感器陣列四周圍設(shè)有與其形狀相似的四邊形輔助電場，所述四邊形輔助電場的四邊與所述四邊形的傳感器陣列的四邊間隔設(shè)置。8.如權(quán)利要求5所述的芯片，其特征在于，所述像素單元拼接形成的所述傳感器陣列為等邊六邊形的傳感器陣列。9.如權(quán)利要求8所述的芯片，其特征在于，所述等邊六邊形的傳感器陣列周邊圍設(shè)有等邊六邊形輔助電場，所述等邊六邊形輔助電場的各邊與所述等邊六邊形的傳感器陣列的各邊間隔設(shè)置。10.如權(quán)利要求8所述的芯片，其特征在于，所述等邊六邊形的傳感器陣列周邊圍設(shè)有四邊形輔助電場。
【文檔編號】G06K9/00GK105893987SQ201610332128
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】胡家安
【申請人】成都艾德沃傳感技術(shù)有限公司