[发明专利]具有可控分辨率的指纹传感器

说明书

提供了用于感测手指的指纹图案的电容式指纹感测装置，该电容式指纹传感器包括：要由手指触摸的保护性介电顶层；被布置在该顶层下方的导电感测结构的二维阵列；读出电路系统，其被耦接至导电感测结构中的每一个以接收指示手指与感测结构之间的距离的感测信号，该读出电路系统包括被布置在导电感测结构的阵列下方的多个信号放大器，其中，信号放大器的数量小于感测结构的数量；以及选择电路系统，其将感测结构中的每一个耦接至至少一个信号放大器并且被配置成选择要被耦接至对应的信号放大器的感测结构。本发明还提供了用于控制指纹感测装置的方法。

技术领域

本发明涉及指纹传感器。具体地，本发明涉及具有可控分辨率的电容式指纹传感器。

背景技术

为了提供提高的安全性和/或增强的用户便利性，越来越多地使用各种类型的生物测定系统。具体地，指纹感测系统由于其小外形(small form factor)、高性能和用户认可度而已经在例如消费类电子装置中被采用。

在各种可用的指纹感测原理(例如，电容式、光学式、热能式等)中，电容式感测最为常用，尤其是在尺寸和功耗为重要问题的应用中。

所有电容式指纹感测器皆提供表示若干感测结构中的每个感测结构与放置在指纹感测器表面上的或跨指纹感测器表面移动的手指之间的电容的度量。

随着指纹传感器的越来越多且更广泛的用途，出现了对提高指纹传感器的分辨率的要求。在一些应用中，希望提供图像质量较好的指纹传感器来提供高于标准500dpi的分辨率。图像分辨率和质量将对错误拒绝率(FRR)和错误接受率(FAR)性能具有正面影响，并且可以用作快速手指检测的输入。亦可实现较小且因而更节省面积的传感器。

然而，一些装置应用要求高分辨率，而一些则不要求，所要求的分辨率在不同的使用情况之间也会不同。因此，希望提供以下指纹传感器：提供高分辨率但是分辨率能够受控以适应不同需求。

通常，获得可控的(灵活的)分辨率并不像看起来那般简单。感测结构(像素)和本地放大器的尺寸大部分是固定的，而不同的分辨率表示没有解决不同市场和客户的不同需求的传感器的完全重新设计。另外，仅放大分辨率和测量方法的结果是在成像矩阵中造成不实际的分量密度，导致需要更小且更昂贵的处理节点，或者导致较低的产量。

因此，需要能够在各式各样的应用中使用的改进的指纹传感器。

发明内容

鉴于现有技术的上面所提及的缺点以及其他缺点，本发明的目的是提供具有可控分辨率的电容式指纹感测装置。

根据本发明的第一方面，提供了用于感测手指的指纹图案的电容式指纹感测装置，该电容式指纹传感器包括：要由手指触摸的保护性介电顶层；被布置在该顶层下方的导电感测结构的二维阵列；读出电路系统，其耦接至导电感测结构中的每一个以接收指示手指与感测结构之间的距离的感测信号，该读出电路系统包括被布置在导电感测结构的阵列下方的多个信号放大器，其中，信号放大器的数量小于感测结构的数量；以及选择电路系统，其将感测结构中的每一个耦接至至少一个信号放大器，并且被配置成选择要耦接至对应的信号放大器的感测结构。

有利地，可以以金属板的形式来提供导电感测结构，因此由感测结构、局部手指表面、以及感测结构与局部手指表面之间的保护涂层(以及可以局部存在于手指表面与保护涂层之间的任何空气)形成平行板电容器。

有利地，介电顶层形式的保护涂层可以为至少20μm厚并且具有高介电强度以保护指纹感测装置的下面的结构不受磨损以及静电放电(ESD)影响。更有利地，保护涂层可以为至少50μm厚。在一些实施方式中，保护涂层可以为几百微米厚。