[发明专利]具有边缘补偿结构的指纹感测装置

说明书

一种用于感测手指(26)的指纹图案的指纹感测系统(3)，包括：传感器阵列(7)，其包括多个导电感测结构(10)；连接到感测结构(10)中的每个的读出电路(39)，其用于提供指示感测结构(10)与手指(26)之间的电容耦合的感测信号；第一信号提供电路(49)，其用于向传感器阵列(7)的至少一部分提供第一时变电压信号(V₁(t))；至少一个导电边缘补偿结构(11；13；15；17；19；21；23；25；79；81；83)，其被布置在传感器阵列(7)之外；以及第二信号提供电路(63；65)，其用于向至少一个边缘补偿结构(11；13；15；17；19；21；23；25；79；81；83)提供第二时变电压信号(V₂(t))。

技术领域

本发明涉及指纹感测系统和感测手指的指纹图案的方法。

背景技术

越来越多地使用各种类型的生物计量系统以便提供增强的安全性和/或增强的用户便利性。

特别地，指纹感测系统得益于其形状因子小、性能高及用户接受度高已经被用于例如消费者电子设备中。

在各种可用的指纹感测原理(例如电容、光学、声学、热等)中，电容感测是最常用的，特别是在尺寸和功耗是重要问题的应用中。

电容式指纹传感器通常提供指示若干感测结构中的每一个与放置在指纹传感器的表面上的手指之间的电容的量度。

US 9 383 876公开了一种指纹感测系统，包括：具有多个感测结构的传感器阵列；以及连接到感测结构中的每个的读出电路，其用于提供感测信号；以及电力供应电路，其被布置成向读出电路提供基本恒定的供应电压，该供应电压是高驱动电压电位与低驱动电压电位之间的差。根据US 9 383 876的指纹感测系统被配置成使得在指纹感测系统的操作期间，在基本保持供应电压的同时，低驱动电压电位和高驱动电压电位相对于包括该指纹感测系统的装置的参考电位同相振荡。

US 9 152 841公开了一种指纹感测系统，其包括：耦合到每个感测元件的感测结构的激励信号提供电路，其用于改变感测结构的电位以由此提供手指与感测结构之间的电位差的变化。基于在提供了电位差的这种变化的情况下来自感测元件的输出，可以确定手指的指纹图案的表示。

尽管诸如上述那些的指纹系统可以实现优异的指纹图像质量，但是仍然存在改进的空间，特别是对于非常小的指纹传感器。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的一个目的是提供进一步改进的指纹感测。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于感测手指的指纹图案的指纹感测系统，包括：包括多个导电感测结构的传感器阵列；连接到感测结构中的每个的读出电路，其用于提供指示感测结构与手指之间的电容耦合的感测信号；第一信号提供电路，其用于向传感器阵列的至少一部分提供第一时变电压信号；至少一个导电边缘补偿结构，其被布置在传感器阵列之外；以及第二信号提供电路，其用于向所述至少一个边缘补偿结构提供第二时变电压信号。

多个导电感测结构中的每个感测结构可以有利地被提供为金属板的形式，使得通过感测结构(金属板)、局部手指表面和覆盖感测结构的介电结构(以及可能局部存在于局部手指表面与介电结构之间的任何空气)形成一种平行板电容器。相比于在与指纹中的谷对应的位置处的感测结构，在与指纹中的脊对应的位置处的感测结构将表现出更强的与手指的电容耦合。

覆盖感测结构的介电结构可以有利地包括保护性介电涂层，该涂层可以是至少20μm厚并且具有高介电强度以保护下面的结构免于磨损以及ESD。甚至更有利地，保护涂层可以是至少50μm厚。在实施方式中，覆盖感测结构的介电结构可以是数百μm厚。在这种情况下，覆盖感测结构的介电结构可以例如包括电子设备的盖玻璃。

读出电路可以例如以作为手指与传感器阵列中包括的感测结构之间的电容耦合的指示的电压电平或电流的形式提供模拟感测信号。