一种电容型指纹传感器、指纹感测装置及其识别控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于指纹感测技术领域，提供了一种电容型指纹传感器、指纹感测装置及其识别控制方法。该传感器包括基板、介质层、图案化导体层、电容感应导体层、读出电路以及处理控制单元。在本发明专利技术中，通过介质层形成的具有第一介电常数和第二介电常数的内电场通道以及图案化导体层根据预设电压构建的能够实现电场焦点变化的静电透镜，实现准确的感应垂直方向电容，从传感的最原始感应转变点实现所感应电容的精确度，避免源头感应参数出现信号混叠，从根本上解决现有的感应电容信息不准确、指纹分辨率低，指纹信息不足从而无法准确完成指纹验证的问题。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种电容型指纹传感器、指纹感测装置及其识别控制方法
本专利技术属于指纹感测
，尤其涉及一种电容型指纹传感器、指纹感测装置及其识别控制方法。
技术介绍
在信息时代当中，现有的消费电子设备多用指纹识别系统以安全的承载或获取用户的个体身体信息。而其中一种已经得到普遍应用的指纹识别系统就是电容型指纹识别系统。电容型指纹识别系统本质上是在传感器上的感应极板与手指指纹之间形成电势差，通过足够的电势差产生可感应电容的电场，再而利用感应电容以及电路系统进行量化，并且将量化后的结果矩阵化或3D呈现，从而分辨出指纹中的脊和谷，最后通过指纹算法进行比对，判断出被感应手指所带指纹信息是否与所存储指纹信息是否一致。因此，要想准确的判断出指纹的一致性，感应电容必须准确并且精细，检测电容的感应极板所感应的感应电容要相对独立，并且感应极板分辨率需要足够高，这样才能保证感应信息的精确性和独立性。然而，为了消费电子设备的便捷性以及优越的用户体验，当前消费电子设备集成了相当多的功能单元，导致指纹识别的传感器所能占用的空间少；而为了整体的美观或者为了整体的机械强度，指纹识别传感器可能置于厚度达到500um的玻璃下方甚至显示屏下方，导致感应距离进一步地增大。因此，现有的电容型指纹传感器存在当介质层厚度增加时，由于感应距离增加使感应电场扩散，感应电容出现重叠区域，引起感应极板的感应电容垂直分量比重降低，使得所感应出的指纹脊和指纹谷交叠，导致感应电容信息不准确、指纹分辨率低，指纹信息不足从而无法准确完成指纹验证的问题；同时，还存在生产原料受限、制造成本高，不利于大批量的生产以及良品率低的问题。专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电容型指纹传感器、指纹感测装置及识别控制方法，旨在解决现有的电容型指纹传感器存在当介质层厚度增加时感应电容信息不准确、指纹分辨率低而无法准确完成指纹验证以及生产原料受限、制造成本高、不利于大批量的生产以及良品率低的问题。本专利技术的目的在于提供一种电容型指纹传感器，包括基板，还包括：介质层，所述介质层包括第一介电常数介质层和第二介电常数介质层，所述第一介电常数介质层和所述第二介电常数介质层在垂直于所述基板的方向交替设置，所述介质层远离基板的一端与人体表皮组织接触；所述介质层用于形成所述电容型指纹传感器的内电场通道；图案化导体层，通过胶合层与所述介质层粘结，包括至少三层导体层；所述图案化导体层用于根据预设电压构建静电透镜；电容感应导体层，通过连接通孔连接所述图案化导体层，包括阵列式排列的多个感应极板；所述电容感应导体层用于当所述人体表皮组织与所述介质层接触时，获取所述人体表层组织与所述感应极板间的感应电容；读出电路，设置于所述基板上，连接所述电容感应导体层的所述感应极板，用于获取所述感应电容的模拟信号，将获取的所述模拟信号转化为数字信号并输出；处理控制单元，连接所述读出电路和所述图案化导体层，用于判断所述数字信号所反映的指纹信息，并根据判断结果控制所述预设电压以改变所述图案化导体层构建的所述静电透镜的电场焦点。本专利技术的另一目的还在于提供一种指纹感测装置，所述指纹感测装置包括如上所述的电容型指纹传感器。本专利技术的第三个目的还在于提供一种基于如上所述的电容型指纹传感器的识别控制方法，所述方法包含下述步骤：a.施加预设电压至图案化导体层以使所述图案化导体层构建静电透镜；b.当所述人体表皮组织与所述介质层接触时，获取所述人体表层组织与所述感应极板间的感应电容；c.获取所述感应电容的模拟信号，将获取的所述模拟信号转化为数字信号；d.通过算法获取所述数字信号所反映的指纹信息，根据所述指纹信息计算指纹图像的清晰度并与预设标准值比较，若所述清晰度低于所述预设标准值，则更改所述预设电压以改变所述静电透镜的电场焦点，并重返步骤a；若所述清晰度等于所述预设标准值，则输出指纹信息并结束控制进程。本专利技术通过介质层构建的具有第一介电常数和第二介电常数的内电场通道以及图案化导体层根据预设电压构建的能够实现电场焦点变化的静电透镜，实现准确的感应垂直方向电容，从传感的最原始感应转变点实现所感应电容的精确度，避免源头感应参数出现信号混叠，从根本上解决现有的感应电容信息不准确、指纹分辨率低，指纹信息不足从而无法准确完成指纹验证的问题。附图说明图1是本专利技术的一个实施例提供的电容型指纹传感器的剖面结构图；图2是本专利技术的第一实施例提供的电容型指纹传感器的剖面结构图；图2-1是本专利技术的第一实施例提供的电容型指纹传感器的第六导体层和第四导体层俯视图；图2-2是本专利技术的第一实施例提供的电容型指纹传感器的第五导体层和第四导体层俯视图；图2-3是本专利技术的第一实施例提供的电容型指纹传感器的通孔层和第四导体层俯视图；图2-4是本专利技术第一实施例提供的电容型指纹传感器的第四导体层俯视图；图2-5是本专利技术的第一实施例提供的电容型指纹传感器的第三导体层和第四导体层俯视图；图2-6是本专利技术的第一实施例提供的电容型指纹传感器的第二导体层和第四导体层俯视图；图2-7是本专利技术的第一实施例提供的电容型指纹传感器的第一导体层和第四导体层俯视图；图2-8是本专利技术的第一实施例提供的电容型指纹传感器的另一种形式的第六导体层和第四导体层俯视图；图2-9是本专利技术的第一实施例提供的电容型指纹传感器的另一种形式的第五导体层和第四导体层俯视图；图2-10是本专利技术的第一实施例提供的电容型指纹传感器的另一种形式的通孔层和第四导体层俯视图；图2-11是本专利技术的第一实施例提供的电容型指纹传感器的另一种形式的第四导体层俯视图；图2-12是本专利技术的第一实施例提供的电容型指纹传感器的另一种形式的第三导体层和第四导体层俯视图；图2-13是本专利技术的第一实施例提供的电容型指纹传感器的另一种形式的第二导体层和第四导体层俯视图；图2-14是本专利技术的第一实施例提供的电容型指纹传感器的另一种形式的第一导体层和第四导体层俯视图；图2-15是本专利技术的第一实施例提供的电容型指纹传感器的感应单元的感应极板层与DNW构建的隔离阱层的俯视图；图2-16是本专利技术的第一实施例提供的电容型指纹传感器的感应单元的感应极板层与DNW构建的另一隔离阱层的俯视图；图3是本专利技术第一实施例提供的电容型指纹传感器的另一种剖面结构图；图4是本专利技术的第二实施例提供的电容型指纹传感器的剖面结构图；图4-1～4-5是本专利技术的第二实施例提供的电容型指纹传感器的图案化导体层4的同层电压控制电场俯视示意图；图5是本专利技术的一个实施例提供的基于电容型指纹传感器的识别控制方法的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1示出了本专利技术的一个实施例提供一种电容型指纹传感器，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分，详述如下：一种电容型指纹传感器，包括基板(图中未示出)，还包括介质层2、图案化导体层4、电容感应导体层6、读出电路7以及处理控制单元8。介质层2，介质层2包括第一介电常数介质层201和第二介电常数介质层202，第一介电常数介质层201和第二介电常数介质层202在垂直于基板的方向交替设置，介质层2远离基板的一端与人体表皮组织1接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容型指纹传感器，包括基板，其特征在于，所述电容型指纹传感器还包括：介质层，所述介质层包括第一介电常数介质层和第二介电常数介质层，所述第一介电常数介质层和所述第二介电常数介质层在垂直于所述基板的方向交替设置，所述介质层远离基板的一端与人体表皮组织接触；所述介质层用于形成所述电容型指纹传感器的内电场通道；图案化导体层，通过胶合层与所述介质层粘结，包括至少三层导体层；所述图案化导体层用于根据预设电压构建静电透镜；电容感应导体层，通过连接通孔连接所述图案化导体层，包括阵列式排列的多个感应极板；所述电容感应导体层用于当所述人体表皮组织与所述介质层接触时，获取所述人体表层组织与所述感应极板间的感应电容；读出电路，设置于所述基板上，连接所述电容感应导体层的所述感应极板，用于获取所述感应电容的模拟信号，将获取的所述模拟信号转化为数字信号；处理控制单元，连接所述读出电路和所述图案化导体层，用于判断所述数字信号所反映的指纹信息，并根据判断结果控制所述预设电压以改变所述图案化导体层构建的所述静电透镜的电场焦点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电容型指纹传感器，包括基板，其特征在于，所述电容型指纹传感器还包括：介质层，所述介质层包括第一介电常数介质层和第二介电常数介质层，所述第一介电常数介质层和所述第二介电常数介质层在垂直于所述基板的方向交替设置，所述介质层远离基板的一端与人体表皮组织接触；所述介质层用于形成所述电容型指纹传感器的内电场通道；图案化导体层，通过胶合层与所述介质层粘结，包括至少三层导体层；所述图案化导体层用于根据预设电压构建静电透镜；电容感应导体层，通过连接通孔连接所述图案化导体层，包括阵列式排列的多个感应极板；所述电容感应导体层用于当所述人体表皮组织与所述介质层接触时，获取所述人体表层组织与所述感应极板间的感应电容；读出电路，设置于所述基板上，连接所述电容感应导体层的所述感应极板，用于获取所述感应电容的模拟信号，将获取的所述模拟信号转化为数字信号；处理控制单元，连接所述读出电路和所述图案化导体层，用于判断所述数字信号所反映的指纹信息，并根据判断结果控制所述预设电压以改变所述图案化导体层构建的所述静电透镜的电场焦点。2.如权利要求1所述的电容型指纹传感器，其特征在于，所述电容型指纹传感器还包括图案化导体覆盖层，所述图案化导体覆盖层覆盖在所述介质层的表面；所述图案化导体覆盖层用于当所述人体表皮组织与之接触时，根据分布图案分隔指纹。3.如权利要求1所述的电容型指纹传感器，其特征在于，所述图案化导体层包括第一导体层、第二导体层以及第三导体层，所述第二导体层的预设电压高于所述第一导体层的预设电压和所述第三导体层的预设电压；所述第二导体层和所述第一导体层形成第一电场，所述第二导体层和所述第三导体层形成第二电场。4.如权利要求1所述的电容型指纹传感器，其特征在于，所述电容感应导体层还包括由阵列式排列的多个所述感应极板形成的第四导体层，以及第五导体层和第六导体层；所述第四导体层通过多个连接通孔连接所述第五导体层，所述第五导体层通过连接通孔连接所述第六导体层。5.如权利要求4所述的电容型指纹传感器，其特征在于，所述电容感应导体层中每相邻两个所述连接通孔将与之连接的所述第四导体层、所述第五导体层、所述第六导体层以及沿每相邻两个所述连接通孔纵向延伸方向之间的图案化导体层分隔形成感应单元，每...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱奇良，简卫，张欣，
申请(专利权)人：深圳市飞仙智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44