傳感器陣列及芯片的制作方法
【專利摘要】本發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的傳感器陣列；所述多個像素單元中包括形狀為等邊六邊形的像素單元。本發明的傳感器陣列的多個像素單元的形狀設置為等邊六邊形，使得像素單元在電場中的邊緣效應減小，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
技術領域
[0001]本發明涉及傳感器技術領域，特別是涉及傳感器陣列及芯片。
【背景技術】
[0002]為了辨別指紋，目前的指紋識別器主要可以分為光學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，當使用者進行指紋辨識，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的影響，每個像素單元均會在其邊緣部分形成發散狀的電場線，且在傳感器陣列邊緣部分時會更加嚴重，從而影響傳感器識別到的指紋圖像不清晰，導致不容易識別等問題。
【發明內容】
[0004]本發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]為實現上述目的，本發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的傳感器陣列;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行處理。
[0008]
優選地，所述傳感器陣列周邊還圍設有輔助電場。
[0009]
優選地，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]
優選地，所述四邊形的傳感器陣列四周圍設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置。
[0012]
優選地，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]
優選地，所述等邊六邊形的傳感器陣列周邊圍設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置。
[0014]
優選地，所述等邊六邊形的傳感器陣列周邊圍設有四邊形輔助電場。
[0015]
與現有技術相比，本發明的有益效果是:由于本發明的傳感器陣列的多個像素單元的形狀設置為等邊六邊形，使得像素單元在電場中的邊緣效應減小，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明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本發明傳感器陣列實施例的原理示意圖；
圖2為本發明傳感器陣列另一實施例的原理示意圖；
圖3為本發明傳感器陣列中像素單元的原理示意圖；
圖4為本發明芯片的原理示意圖；
圖5為本發明芯片的第一實施例原理示意圖；
圖6為本發明芯片的第一實施例中另一原理示意圖；
圖7為本發明芯片的第二實施例原理示意圖；
圖8為本發明芯片的第三實施例原理示意圖。
[0019]
本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
[0020]
【具體實施方式】
[0021]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0022]需要說明，本發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(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關系、運動情況等，如果該特定姿態發生改變時，則該方向性指示也相應地隨之改變。
[0023]本發明實施例提出一種傳感器陣列。
[0024]如圖1所示，在本發明實施例中，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的傳感器陣列3;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，該傳感器陣列應用于指紋識別傳感器中。當使用者進行指紋辨識時，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影響較小、且在工藝上容易實現，使得每個像素單元在其邊緣部分的電場線發散較小，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。即當等邊六邊形的任意兩條邊形成的夾角為銳角時，將該夾角進行切角，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°。在優選實施例中，該夾角為135°，便于傳感器陣列的開模、生產等工藝。
[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采集的信息進行處理。具體地，外圍電路包括放大器、濾波器、數據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影響較小，使得每個像素單元在其邊緣部分的電場線發散較小，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周邊還圍設有輔助電場2。輔助電場2為圍設在傳感器陣列3外圍的導體，可以為線狀、或塊狀，可通過封裝、版圖等技術手段實現，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。
[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，以達到減小邊緣效應的效果，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的形狀作適當調整，以滿足芯片設計需要。
[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有關，可根據實際需求進行設計。
[0036]如圖4所示，輔助電場2靠近傳感器陣列3設置，輔助電場2與傳感器陣列3的邊緣處不規則金屬片連接，形成一不規則形狀的導體，以實現改善傳感器陣列3電場的邊緣效應的效果，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構緊湊，且邊緣效應影響小。
[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的各邊間隔設置。在進行芯片封裝時，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結構緊湊，且邊緣效應影響小。
[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的各邊間隔設置。四邊形的輔助電場2可方便芯片的封裝設計。
[0041]
以上所述僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是在本發明的發明構思下，利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
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的傳感器陣列;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行處理。4.如權利要求3所述的芯片，其特征在于，所述傳感器陣列周邊還圍設有輔助電場。5.如權利要求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置。8.如權利要求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置。10.如權利要求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
【發明人】胡家安
【申請人】成都艾德沃傳感技術有限公司