具有列读出的指纹传感器的制作方法

本发明涉及指纹传感器、具有非平坦手指接收表面的指纹传感器装置，以及电子设备。

背景技术：

1、生物识别系统被广泛用作用于提高个人电子设备诸如移动电话等的的便利性和安全性的手段。特别地，指纹感测系统现在包括在所有新发布的个人通信设备诸如移动电话的大部分中。

2、许多电子设备具有各种弯曲表面，以用于提供改进的用户体验。将期望提供指纹感测能力在这样的电子设备中的改进的集成。

技术实现思路

1、鉴于上述情况，本发明的目的是提供指纹感测能力在具有至少一个弯曲表面部的电子设备中的改进的集成。

2、根据本发明，因此提供了一种指纹传感器，包括：多个感测元件，多个感测元件分布在具有互相相对的短边和互相相对的长边的矩形的感测区域上，感测元件被布置成平行于短边延伸的多个行和平行于长边延伸的多个列；读出电路，读出电路布置在位于与感测区域的短边相邻的读出区域中；以及多个读出线，多个读出线用于将感测元件中的每个感测元件连接至读出电路，多个读出线中的读出线平行于感测区域的长边延伸，其中，对于多个列中的每一列的感测元件，列中的至少第一感测元件和第二感测元件可分别经由多个读出线中的第一读出线和第二读出线同时连接至读出电路。

3、本发明基于如下一般性认识：在使用感测结构布置在感测平面中的电容指纹传感器的电子设备中启用手指接收表面的非平坦形貌将是有益的。本发明人还意识到，通过对感测区域的不同部分使用不同的指纹感测设置，可以改进这样的配置中的指纹传感器的感测性能，并且对于细长的指纹传感器，如果同一列中的感测元件可以同时读出，则可以促进这一点的实现。

4、由此，在感测平面上实现更均匀的信号强度基线变得更容易实现，这继而提供了改进的指纹图像质量，这可以被转换为集成有根据本发明的实施方式的指纹传感器的电子设备的改进的生物识别认证性能。

5、应该注意的是，根据本发明的实施方式的指纹传感器不仅有益于在上述类型的具有带有不均匀厚度轮廓的介电涂层的指纹传感器装置中使用，而且也可以有益于手指接收表面可以是平的其他配置。例如，从布置在细长指纹传感器的同一列中的感测元件同时读出感测信号的能力可以促进使用接近感测区域的长边而不是在感测区域的内部中的不同的感测配置，以处理边缘效应。

6、根据各种实施方式，指纹传感器可以被配置成：当读出电路从第一列中的感测元件读出感测信号时，应用第一指纹感测设置；以及当读出电路从第二列中的感测元件读出感测信号时，应用与第一指纹感测设置不同的第二指纹感测设置。

7、在实施方式中，读出电路可以被配置成：使用第一读出电路设置从第一列中的感测元件读出感测信号；以及使用与第一读出电路设置不同的第二读出电路设置从第二列中的感测元件读出感测信号。

8、根据本发明的实施方式的指纹传感器可以有利地包括在指纹传感器装置中，该指纹传感器装置还包括覆盖指纹传感器的感测平面的介电材料，该介电材料具有限定指纹传感器装置的手指接收表面的形貌的非均匀厚度分布。

9、例如，介电材料可以以适当形状的窗口的形式设置，根据本发明的实施方式的指纹传感器的平面表面被压制或粘合抵靠该适当形状的窗口。替选地或组合地，该介电材料可以成型在指纹传感器的感测表面上，由此实际上可以确保在感测平面与手指接收表面之间不存在气隙。

10、在根据本发明的指纹传感器装置的实施方式中，手指接收表面的关于平行于感测区域的短边的平面的横截面可以是凸的，呈现第一曲率半径；并且手指接收表面的关于平行于感测区域的长边的平面的横截面可以呈现比第一曲率半径更大的第二曲率半径。

11、根据本发明的实施方式的指纹传感器装置可以包括在电子设备中，该电子设备还包括具有带有开口的弯曲部的设备壳体，其中指纹传感器装置布置在设备壳体的弯曲部的开口中。

12、根据本发明的第二方面，提供了一种操作根据本发明的实施方式的指纹传感器的方法，其中指纹传感器的感测区域具有平行于感测区域的长边的纵向对称线，该方法包括以下步骤：从距纵向对称线第一距离处的第一列中的感测元件读出感测信号；以及在从第一列中的感测信号读出感测信号之后，从在纵向对称线的两侧的、距纵向对称线大于第一距离的距离处的列中的感测元件读出感测信号。

13、根据本发明的方法的实施方式在指纹传感器装置中可能特别有益，其中覆盖感测区域的介电材料在纵向对称线处比在感测区域的长边处更厚。由于手指表面通常在感测区域的长边处接触手指接收表面之前在纵向对称线处接触手指接收表面，因此在从感测区域的长边处的感测元件读出之前从纵向对称线处的感测元件读出可能是有益的。当使用电容感测获取湿手指的指纹表示时，这可能是特别有益的。

技术特征：

1.一种指纹传感器(23)，包括：

2.根据权利要求1所述的指纹传感器(23)，其中，所述指纹传感器被配置成：

3.根据权利要求2所述的指纹传感器(23)，其中，所述读出电路(51)被配置成：

4.根据权利要求2或3所述的指纹传感器(23)，其中：

5.根据前述权利要求中任一项所述的指纹传感器(23)，其中，对于所述多个列中的每一列的感测元件，该列中的至少数目等于一行感测元件中的感测元件的数目的一半的多个感测元件能够经由所述多个读出线中的相应不同的读出线同时连接至所述读出电路。

6.根据前述权利要求中任一项所述的指纹传感器(23)，其中，所述多个读出线中的读出线(52a-52h)分布在所述感测区域(36)上。

7.根据前述权利要求中任一项所述的指纹传感器(23)，其中，所述多个读出线中的读出线(52a-52h)的数目等于或大于所述多个列中的列的数目。

8.根据权利要求7所述的指纹传感器(23)，其中，所述读出线(52a-52h)的数目等于或大于所述多个行中的行的数目。

9.根据前述权利要求中任一项所述的指纹传感器(23)，其中：

10.根据前述权利要求中任一项所述的指纹传感器(23)，其中，所述指纹传感器是细长的，具有4：1或更大的纵横比。

11.一种指纹传感器装置(5)，包括：

12.根据权利要求11所述的指纹传感器装置(5)，其中：

13.根据权利要求12所述的指纹传感器装置(5)，其中，所述第二曲率半径是所述第一曲率半径的至少四倍。

14.一种电子设备(1)，包括：

15.一种用于操作根据权利要求1所述的指纹传感器(23)的方法，其中，所述指纹传感器的感测区域(36)具有纵向对称线(34)，所述方法包括下述步骤：

技术总结
一种指纹传感器(23)包括：多个感测元件(50)，多个感测元件分布在具有相互相对的短边(54a‑54b)和相互相对的长边(55a‑55b)的矩形的感测区域(36)上，感测元件被布置成多个行(56)和多个列(58)；读出电路(51)，多个读出电路布置在位于与感测区域(36)的短边相邻的读出区域中；以及多个读出线(52a‑52h)，多个读出线用于将感测元件(50)中的每个感测元件连接至读出电路(51)，多个读出线中的读出线平行于感测区域的长边延伸。对于多个列中的每一列的感测元件，该列中的至少第一感测元件和第二感测元件可分别经由多个读出线中的第一读出线和第二读出线同时连接至读出电路。

技术研发人员：弗兰克·里戴克,沃特·布雷韦特,汉斯·特恩布卢姆
受保护的技术使用者：指纹卡安娜卡敦知识产权有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14