[發明專利]采用集成的噪聲抑制結構的指紋傳感器

有效

• 申請號: 201580075491.9
• 申請日: 2015-12-23
• 公開（公告）號: CN107533629B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 佛瑞德·G·班克利三世
• 申請（專利權）人: 傲迪司威生物識別公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 陸建萍;楊明釗

傳感器具有驅動線和橫向拾取線以界定每個拾取線與驅動線交叉的電極對。參考拾取線被布置為平行于拾取線，并且補償驅動線被布置為平行于驅動線。信號源向驅動線提供第一信號，并向補償驅動線提供是第一信號的反轉的第二信號。放大器具有連接到拾取線的第一輸入端、連接到參考拾取線的第二輸入端以及指示與電極對接觸的對象的輸出端。補償驅動線和拾取線之間、參考拾取線和參考驅動線之間以及補償驅動線和參考拾取線之間的每個阻抗等于在沒有對象與電極對接觸時的電極對處的阻抗。

發明領域

本發明涉及用于電子感測位于傳感器附近或周圍的對象(諸如通常被稱為指紋的表皮嵴圖案)的傳感器。

發明背景

包括用于測量手指表面中的特性的電極的指紋傳感器是眾所周知的。例如，EP0988614、US 5,963,679、US 6,069,970和US 8,421,890描述了基于不同的阻抗或電容測量原理的傳感器，其具有包括多個個體傳感器元件的帶狀傳感器或矩陣傳感器。

指紋傳感器的性質在于手指將必須接觸或極為接近指紋傳感器，以便傳感器能夠感測指紋圖案。理想地，手指被認為是通過身體接地。然而，實際上，身體機能就像從周圍環境拾取輻射或電子噪聲的天線一樣。電子噪聲通過身體傳播到手指和指紋傳感器，并干擾由傳感器檢測到的信號。該人體干擾信號通常具有與正被測量的脊和谷之間的信號差相同的數量級。除了輻射噪聲之外，電源噪聲可以通過人體到與傳感器不同的接地電勢的電容連接件傳導到傳感器中。

除了通過人體的噪聲之外，傳感器到傳感器和傳感器內的變化可能由于各個柵格交叉結刻蝕、電介質變化和涂層變化的差異而出現。

當前技術的指紋傳感器通常試圖通過后檢測濾波方法減少這些干擾系統噪聲，而不是采用被設計用于減輕這些噪聲源的先進的電子感測方法。因此，在行業中存在對于具有被特殊構建以改進對指紋傳感器中發現的典型傳導和輻射的噪聲源的抑制的改進的指紋傳感器的需要。

發明概述

本公開的方面體現在指紋傳感器系統中，該指紋傳感器系統包括：多個基本上平行的驅動線；多個基本上平行的拾取線，其被定向為橫向于多個驅動線；絕緣層，其將多個拾取線與多個驅動線分開；多個電極對，每個電極對被界定在拾取線與驅動線交叉的位置處，其中每個電極對具有對接觸或極為接近電極對的對象敏感的阻抗；一個或更多個參考拾取線，其被定向為與多個拾取線基本上平行；一個或更多個補償驅動線，其被定向為與驅動線基本上平行，并且與拾取線和參考拾取線交叉，以將補償驅動線電容地耦合到拾取線和參考拾取線中；以及參考拾取驅動線，其與參考拾取線交叉，以電容耦合參考拾取線和參考拾取驅動線。每個電極對具有在沒有對象接觸或極為接近電極對時的第一阻抗，并且驅動線、拾取線、參考拾取線、補償驅動線和參考拾取驅動線被配置成使得補償驅動線和交叉拾取線之間的第二阻抗、參考拾取線和交叉的參考拾取驅動線之間的第三阻抗、以及補償驅動線和參考拾取線之間的第四阻抗基本上等于第一阻抗。信號源被配置為向驅動線和參考拾取驅動線中的一個提供第一信號，并向補償驅動線提供第二信號。第二信號是相對于第一信號反轉的固定的參考幅相。差分放大器具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端。第一輸入端連接到拾取線，第二輸入連接到參考拾取線中的一個或更多個，并且差分放大器的輸出指示接觸或極為接近電極對中的一個或更多個的手指的脊和谷特征的存在。

根據另外的方面，驅動線、補償驅動線和參考拾取驅動線中的每個具有第一寬度，并且拾取線和參考拾取線中的每個具有第二寬度，其中第二寬度與第一寬度不同。

根據另外的方面，第一寬度是第二寬度的兩倍。

根據另外的方面，補償驅動線位于與驅動線不同的物理層中。

根據另外的方面，補償驅動線位于導電接地層內。

根據另外的方面，補償驅動線位于導電接地層中的切口(cutout)中。

根據另外的方面，參考拾取驅動線包括在物理上與驅動線分開并平行于驅動線的參考驅動線。