CN117943267A - 超声换能器、指纹识别模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种超声换能器、指纹识别模组及电子设备，属于超声检测技术领域。该超声换能器包括：依次层叠的第一电极层、压电材料层和第二电极层。其中，第一电极层包括间隔设置的多个第一电极块，第二电极层包括间隔设置的多个第二电极块，且每个第一电极块在第二电极层上的正投影与至少一个第二电极块重叠。通过将第一电极层离散化设置，且使每个第一电极块的厚度大于厚度阈值，可以在第一电极层中形成多个能够限定超声波的传播路径的波导结构。由此，能够有效降低被测物不同位置处反射的超声波之间的串扰，进而确保该超声换能器的检测准确性较高。
Description
技术领域
本申请涉及超声检测技术领域，特别涉及一种超声换能器、指纹识别模组及电子设备。
背景技术
超声换能器是一种能够基于压电效应，实现声能和电能的相互转换的器件，其常用于指纹识别、超声成像和工业器件的检测探伤等领域。
超声换能器的工作原理如下：超声换能器发射超声波，该超声波传输至被测物后，由被测物反射至超声换能器。由于被测物的不同位置处的声阻抗不同，因此不同位置处反射的超声波的信号强度不同，超声波换能器能够将不同强度的超声波转换为不同强度的电信号。信号处理电路(例如指纹识别电路)进而可以基于该不同强度的电信号，实现对被测物的检测。
但是，由于被测物不同位置处反射的超声波之间会存在一定的串扰，因此会影响超声换能器的检测准确性。
发明内容
本申请提供了一种超声换能器、指纹识别模组及电子设备，可以解决反射超声波之间的串扰影响超声换能器的检测准确性的技术问题。
第一方面，提供了一种超声换能器，该超声换能器包括：依次层叠的第一电极层、压电材料层和第二电极层。该第一电极层包括间隔设置的多个第一电极块，该第二电极层包括间隔设置的多个第二电极块。其中，每个第一电极块在第二电极层上的正投影与至少一个第二电极块重叠，且每个第一电极块的厚度大于厚度阈值，该厚度阈值与该压电材料层发出的超声波的波长正相关。例如，该厚度阈值可以等于该压电材料层发出的超声波的波长的1/8。
可以理解的是，同一电极层中的多个电极块间隔设置可以是指：同一电极层中的任意两个电极块之间具有间隙。
还可以理解的是，该第一电极层中的多个第一电极块可以用于驱动压电材料层发射超声波，该第二电极层中的多个第二电极块可以用于检测该压电材料层基于反射的超声波生成的电信号。并且，在该多个第一电极块驱动压电材料层发射超声波时，该多个第二电极块均接地；在该多个第二电极块接收电信号时，该多个第一电极块均接地。或者，该第一电极层和第二电极层中的一个电极层(例如第二电极层)既用于驱动压电材料层发射超声波，也用于检测电信号，另一个电极层(例如第一电极层)用于接地。
本申请提供的方案，通过将第一电极层离散化设置，且使每个第一电极块的厚度大于厚度阈值，可以在第一电极层中形成多个能够限定超声波的传播路径的波导结构。由此，能够有效降低被测物不同位置处反射的超声波之间的串扰，进而确保该超声换能器的检测准确性较高。
可选地，每个第一电极块在第二电极层上的正投影可以与一个第二电极块重叠。由此，可以确保每个第二电极块检测到的电信号均是基于一个第一电极块传输的反射超声波生成的，有效降低了第一电极层中传输的反射的超声波之间的串扰，确保了第二电极块检测到的电信号的信噪比较高。
可选地，该第一电极层还包括多个第一连接结构，每个第一连接结构用于连接沿第一方向排布的至少两个第一电极块。
通过多个第一连接结构将沿第一方向排布的至少两个第一电极块连接起来，可以有效减少第一电极层与驱动电路之间所需设置的引线的数量，并降低布线的复杂度。
可选地，该第一电极层还可以包括多个第二连接结构，每个第二连接结构用于连接沿第二方向排布的至少两个该一电极块；其中，该第二方向与第一方向相交。
通过设置多个第二连接结构，可以使得多个第一电极块在第一方向和第二方向上均交错互连，由此能进一步减少所需设置的引线的数量，并进一步降低布线的复杂度。
可选地，每个第一连接结构位于相邻两个第一电极块之间；或者，每个第一连接结构位于至少两个第一电极块靠近或远离压电材料层的一侧。并且，为了有效降低连接结构中传播的串扰信号，每个第一连接结构的宽度可以小于第一电极块的宽度，且可以在工艺允许的范围内尽可能小，例如可以为工艺的极限最小宽度。
可选地，每个第一电极块可以为条状电极，该条状电极在第二电极层上的正投影与至少两个第二电极块重叠。
采用条状电极作为第一电极块，可以有效隔绝部分串扰信号。并且，由于条状电极的制造工艺相对简单，因此可以有效降低超声换能器的制造工艺的复杂度和制造成本。
可选地，每个第一电极块的厚度可以为压电材料层发射的超声波的波长的n/4倍，n为正整数。例如，第一电极块的厚度可以为50微米(um)左右。由于本申请提供的方案可以在工艺条件和整体厚度允许的条件下增加第一电极块的厚度，因此可以有效增加第一电极块对超声波的收敛效果，进而有效减少超声波之间的串扰。
可选地，该超声换能器还可以包括：位于该第一电极层远离压电材料层的一侧的透镜层。该透镜层包括间隔设置的多个透镜，每个透镜在第二电极层上的正投影与至少一个第二电极块重叠。
其中，每个透镜可以用于对压电材料层发射的超声波，以及被测物反射的超声波进行聚焦，从而有效减少超声波之间的串扰。
可选地，每个透镜在第二电极层上的正投影与一个第二电极块重叠，且每个透镜在第一电极层上的正投影与一个第一电极块重叠。由此，可以在第一电极层和透镜层中形成与多个第二电极一一对应的多个波导结构，从而能够有效降低超声波之间的串扰。
可选地，若透镜的折射率小于其相邻层的折射率，则该多个透镜均为凸透镜；或者，若透镜的折射率大于其相邻层的折射率，则该多个透镜均为凹透镜。并且，每个透镜靠近第一电极层的一面可以是平面，也可以是曲面。
可选地，该压电材料层可以包括间隔设置的多个压电块；其中，每个压电块在该第二电极层上的正投影与至少一个第二电极块重叠。
通过将压电材料层离散化设置，可以有效降低反射超声波在压电材料层中的串扰，进而有效提高第二电极层检测到的电信号的信噪比。
可选地，每个压电块在第二电极层上的正投影与一个第二电极块重叠，且每个压电块在第一电极层上的正投影与一个第一电极块重叠。基于此，可以在第一电极层和压电材料层中形成与多个第二电极一一对应的多个波导结构，由此，能够有效降低超声波之间的串扰。
可选地，该超声换能器还可以包括：波导层，该波导层位于该第一电极层或第二电极层远离压电材料层的一侧；该波导层包括间隔设置的多个波导块，每个波导块在第一电极层上的正投影与至少一个第一电极块重叠。
其中，该波导层的材料与其相邻的电极层(如第一电极层或第二电极层)的材料不同。并且，该波导层的材料的声阻抗可以与该相邻的电极层的材料的声阻抗近似(如两者的声阻抗差值小于第一阈值)，且该波导层的材料的成本较低且便于加工。由此可以在确保波导结构的厚度的前提下，有效降低超声换能器的制造成本和制造工艺的复杂度。
可选地，若该超声换能器还包括透镜层，则该波导层可以位于第一电极层和透镜层之间，且该波导层的材料可以与该透镜层的材料相同。其中，该透镜层的材料可以包括树脂等聚合物材料。
可选地，该多个第一电极块之间的间隔，以及该多个第二电极块之间的间隔可以均为真空或空气。或者，该超声换能器还可以包括：填充在该多个第一电极块之间，以及填充在该多个第二电极块之间的填充材料。其中，为了确保较大的声波反射率，该填充材料的声阻抗与波导结构(主要为第一电极块)的材料的声阻抗的差异需尽可能大，例如两者的差值大于第二阈值。
可选地，该多个第二电极块包括沿第一方向排布的多个电极组，每个电极组包括沿第二方向排布的至少两个第二电极块，其中，每相邻两个电极组交错排布。
通过使第二电极块交错排布，可以有效增加超声换能器中的第二电极块的密度，进而有效提高该超声换能器的检测精度。
第二方面，提供了一种超声换能器，该超声换能器包括：第一电极层、压电材料层、第二电极层、波导层和透镜层。该第一电极层为整层结构，该第二电极层包括间隔设置的多个第二电极块，该波导层包括间隔设置的多个波导块，每个波导块在第二电极层上的正投影与至少一个第二电极块重叠；该透镜层包括间隔设置的多个透镜，每个透镜在第二电极层上的正投影与至少一个第二电极块重叠。
其中，第一电极层、压电材料层和第二电极层依次层叠，波导层和透镜层依次层叠在第一电极层或第二电极层远离该压电材料层的一侧。通过采用离散化设置的透镜层和波导层，可以使被测物不同位置处反射的超声波能够通过不同的透镜和波导块传输至压电材料层。由此，能够有效降低被测物不同位置处反射的超声波之间的串扰，进而确保该超声换能器的检测准确性较高。
可以理解的是，该第一电极层可以用于驱动该压电材料层发射超声波，该第二电极层中的多个第二电极块用于检测该压电材料层基于反射的超声波生成的电信号。或者，该第二电极层既用于驱动压电材料层发射超声波，也用于检测电信号，该第一电极层用于接地。
可选地，该波导层中的每个波导块的厚度可以大于厚度阈值，该厚度阈值与超声波的波长正相关。例如，该厚度阈值可以等于超声波的波长的1/8。示例的，每个波导块的厚度可以是超声波的波长的n/4倍，n为正整数。由此，能够有效提高波导层对超声波的收敛效果，进而降低超声波之间的串扰。
可选地，每个波导块在该第二电极层上的正投影可以与一个第二电极块重叠，且与一个透镜在第二电极层上的正投影重叠。
可选地，该波导层可以位于第一电极层和透镜层之间，且该波导层的材料可以与透镜层的材料相同。
第三方面，提供了一种指纹识别模组，该指纹识别模组包括：指纹识别电路，以及如上述任一方面提供的超声换能器。其中，该指纹识别电路用于向超声换能器提供驱动信号，以驱动超声换能器发射超声波，以及用于接收超声换能器基于接收到的反射超声波生成的电信号，并基于电信号进行指纹识别。
第四方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：显示屏，以及位于该显示屏一侧的如上述方面提供的指纹识别模组。
综上所述，本申请提供了一种超声换能器、指纹识别模组及电子设备。该超声换能器包括：依次层叠的第一电极层、压电材料层和第二电极层。其中，第一电极层包括间隔设置的多个第一电极块，第二电极层包括间隔设置的多个第二电极块，且每个第一电极块在第二电极层上的正投影与至少一个第二电极块重叠。通过将第一电极层离散化设置，可以使被测物不同位置处反射的超声波能够通过不同的第一电极块传输至压电材料层。由此，能够有效降低被测物不同位置处反射的超声波之间的串扰，进而确保该超声换能器的检测准确性较高。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种超声换能器的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种超声换能器的剖面图；
图3是本申请实施例提供的一种第一电极层的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的另一种第一电极层的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的又一种第一电极层的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的再一种第一电极层的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的再一种第一电极层的结构示意图；
图8是本申请实施例提供的另一种超声换能器的结构示意图；
图9是本申请实施例提供的一种透镜层的结构示意图；
图10是本申请实施例提供的又一种超声换能器的结构示意图；
图11是本申请实施例提供的再一种超声换能器的结构示意图；
图12是本申请实施例提供的再一种超声换能器的结构示意图；
图13是本申请实施例提供的再一种超声换能器的结构示意图；
图14是本申请实施例提供的再一种超声换能器的结构示意图；
图15是本申请实施例提供的再一种超声换能器的结构示意图；
图16是本申请实施例提供的一种第二电极层的结构示意图；
图17是本申请实施例提供的再一种超声换能器的结构示意图；
图18是本申请实施例提供的一种指纹识别模组的结构示意图；
图19是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细介绍本申请实施例提供的超声换能器、指纹识别模组及电子设备。
相关技术中的超声换能器一般包括依次层叠的下电极层，压电材料层和上电极层。其中，压电材料层和上电极层均为整层结构，下电极层包括多个相互独立的电极块。该压电材料层能够在上电极层施加的电信号的驱动下发射超声波。该超声波传输至被测物后，能够由被测物反射至压电材料层。压电材料层进而可以将反射的超声波转换为电信号。由于被测物的不同位置处反射的超声波的强度可能不同，因此，压电材料层的不同位置处产生的电信号的强度也不同。相应的，可以通过下电极层中多个相互独立的电极块检测到电信号的强度，实现对被测物的检测。但是，由于被测物的不同位置处反射的超声波之间可能存在干扰，因此会导致超声探测的准确性较低。
图1是本申请实施例提供的一种超声换能器的结构示意图，该超声换能器能够有效降低反射超声波之间的串扰，确保较高的检测准确性。如图1所示，该超声换能器包括：依次层叠的第一电极层01、压电材料层02和第二电极层03。
其中，第一电极层01包括间隔设置的多个第一电极块011，即任意两个第一电极块011之间具有间隙。并且，每个第一电极块011的厚度大于厚度阈值，该厚度阈值与该压电材料层02发出的超声波的波长正相关，例如该厚度阈值可以是超声波的波长的1/8。该第一电极层01也可以称为上电极层。
该第二电极层03包括间隔设置的多个第二电极块031，即任意两个第二电极块031之间具有间隙。并且，该第二电极层03也可以称为下电极层或像素电极层。
图2是本申请实施例提供的一种超声换能器的剖面图，如图2所示，每个第一电极块011在第二电极层03上的正投影与至少一个第二电极块031重叠。也即是，每个第一电极块011的正投影与至少一个第二电极块031所在的区域具有重叠区域。其中，正投影与电极块所在区域具有重叠区域可以包括如下几种情况：正投影与电极块所在区域完全重合，正投影覆盖电极块所在区域，正投影位于电极块所在区域内，正投影与电极块所在区域部分重叠。
作为一种可能的示例，该第一电极层01中的多个第一电极块011用于驱动压电材料层02发射超声波，该第二电极层03中的多个第二电极块031用于检测压电材料层02基于反射的超声波生成的电信号。并且，在该多个第一电极块011驱动压电材料层02发射超声波时，该多个第二电极块031可以均接地；在该多个第二电极块031接收电信号时，该多个第一电极块011可以均接地。
作为另一种可能的示例，该第一电极层01和第二电极层03中的一个电极层(例如第二电极层03)既用于驱动压电材料层02发射超声波，也用于检测反射的超声波生成的电信号；另一个电极层(例如第一电极层01)则用于接地。
其中，该反射的超声波可以是由被测物(例如用户的手指)反射的。并且，由于被测物不同位置处反射的超声波的信号强度可能不同，因此不同电极块(例如多个第二电极块031)检测到的电信号的强度也可以不同。
可以理解的是，通过使第一电极层01包括间隔设置的多个第一电极块011，即将第一电极层01离散化设置，且使每个第一电极块011的厚度大于厚度阈值(例如超声波的波长的1/8)，可以使第一电极层01中形成多个能够限定发射的超声波，以及反射的超声波的传播路径的波导结构。由此，能够有效降低被测物不同位置处反射的超声波之间的串扰。
还可以理解的是，上述压电材料层02发出的超声波的波长可以是指超声换能器工作于谐振频率时，压电材料层02发出的超声波的波长。若超声换能器具有多种不同的模态，且在不同模态下的谐振频率不同，则可以对超声换能器在不同谐振频率下对反射超声波的探测效果(例如接收灵敏度)进行测试仿真。之后，可以基于探测效果最优的谐振频率所对应的波长确定第一电极块011的厚度。也即是，上述压电材料层02发出的超声波的波长可以是指探测效果最优的谐振频率所对应的波长。
综上所述，本申请实施例提供了一种超声换能器，该超声换能器中的第一电极层包括间隔设置的多个第一电极块，第二电极层包括间隔设置的多个第二电极块，且每个第一电极块在第二电极层上的正投影与至少一个第二电极块重叠。通过将第一电极层离散化设置，并使每个第一电极块的厚度大于厚度阈值，可以在第一电极层中形成多个能够限定超声波的传播路径的波导结构。由此，能够有效降低被测物不同位置处反射的超声波之间的串扰，进而提高该超声换能器的信噪比，以确保该超声换能器的检测准确性较高。
在本申请实施例中，第一电极层01和第二电极层02的材料均可以为导电材料，且该两个电极层的材料可以相同，也可以不同。其中，该导电材料可以包括金属材料和/或导电聚合物材料，该金属材料可以包括铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、铜(Cu)、钼(Mo)和钛(Ti)等中的至少一种，导电聚合物材料可以包括氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)等。
压电层材料层02的材料可以为有机聚合物材料、压电陶瓷材料或无机压电材料等。其中，有机聚合物材料可以包括下述材料中的至少一种：聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride，PVDF)、PVDF的共聚物(PVDF-TRFE)以及PVDF的共混物(如PVDF-石墨烯)等。压电陶瓷材料可以包括下述材料中的至少一种：锆钛酸铅压电陶瓷(leadzirconate titanate piezoelectric ceramics，PZT)，PZT的合金材料，铌酸钾钠(KNN，如KxNa1-xNbO3)和驰豫铁电体铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)等。其中，PZT的合金材料可以包括掺镧锆钛酸铅(PLZT)和铌钛酸铅(PNZT)等。无机压电材料可以包括下述材料中的至少一种：氮化铝(AlN)及其合金材料，氧化锌(ZnO)及其合金材料等。其中，AlN的合金材料可以包括钪掺杂氮化铝(ScxAl1-xN)等，ZnO的合金材料可以包括钒掺杂氧化锌(VxZn1-xO)等。
可选地，如图2所示，每个第一电极块011在第二电极层03上的正投影可以与一个第二电极块031重叠。例如，第一电极层01包括的多个第一电极块011可以与第二电极层03包括的多个第二电极块031一一对应，且每个第一电极块011的正投影与对应的一个第二电极块031重叠。基于此，可以确保每个第二电极块031检测到的电信号均是基于一个第一电极块011传输的反射超声波生成的，进而有效降低了第一电极层01中传输的超声波之间的串扰，确保了第二电极块031检测到的电信号的信噪比较高。
其中，每个第一电极块011及其对应的一个第二电极块031，以及两者之间的压电材料也可以称为一个超声换能器单元。相应的，该超声换能器可以是包括多个超声换能器单元的超声换能器阵列。
可以理解的是，第二电极层03中的每个第二电极块031也可以与至少两个第一电极块011对应。也即是，该至少两个第一电极块011的正投影可以与同一个第二电极块031重叠。
其中，该第一电极层01中的每个第一电极块011，以及第二电极层03中的每个第二电极块031的形状可以是圆柱体、棱柱体或其他形状。该棱柱体可以是长方体或正方体等。并且，第一电极块011的形状与第二电极块031的形状可以相同，也可以不同，本申请实施例对此不做限定。
图3是本申请实施例提供的一种第一电极层的结构示意图。如图3所示，该第一电极层01还可以包括多个第一连接结构012，每个第一连接结构012用于连接沿第一方向排布的至少两个第一电极块011。
可以理解的是，第一电极层01还需通过引线与驱动电路连接，并可以基于该驱动电路提供的驱动信号，驱动压电材料层02发射超声波。将第一电极层01离散化设置后，会大大增加引线的数量和布线的复杂度。而在本申请实施例中，由于可以通过多个第一连接结构012将沿第一方向排布的至少两个第一电极块011连接起来，因此可以有效减少引线的数量，并降低布线的复杂度。
在本申请实施例中，该第二电极层03中的多个第二电极块031可以呈阵列排布，且每个第二电极块031可以称为一个像素电极。相应的，如图3所示，该第一方向可以是像素电极的行方向x，即第一电极层01中沿行方向x排布的至少两个第一电极块011通过第一连接结构012互连。或者，如图4所示，该第一方向也可以是像素电极的列方向y，即第一电极层01中沿列方向y排布的至少两个第一电极块011通过第一连接结构012互连。
可选地，如图5所示，该第一电极层01还可以包括多个第二连接结构013，每个第二连接结构013用于连接沿第二方向排布的至少两个第一电极块011。其中，该第二方向与第一方向相交。例如，该第二方向垂直于第一方向。在图5所示的示例中，该第一方向为像素电极的行方向x，第二方向为列方向y。
通过设置多个第二连接结构013，可以使得多个第一电极块011在第一方向和第二方向上交错互连，由此，能够进一步减少所需设置的引线的数量，并进一步降低布线的复杂度。
可选地，如图3至图5所示，每个第一连接结构012可以位于相邻两个第一电极块011之间。或者，如图6所示，每个第一连接结构012也可以位于至少两个第一电极块011靠近或远离压电材料层02的一侧。图6以第一连接结构012位于第一电极块011远离压电材料层02的一侧为例进行示意。
可以理解的是，若第一电极层01还包括多个第二连接结构013，则该第二连接结构013也可以位于相邻两个第一电极块011之间，或者，可以位于至少两个第一电极块011靠近或远离压电材料层02的一侧。
在本申请实施例中，上述连接结构(如第一连接结构012和第二连接结构013)的厚度可以小于或等于第一电极块011的厚度。并且，为了有效降低连接结构中传播的串扰信号，该连接结构的宽度可以小于第一电极块011的宽度，且可以在工艺允许的范围内尽可能小，例如连接结构的宽度可以为工艺的极限最小宽度。其中，连接结构和第一电极块011的宽度方向垂直于第一电极层01的厚度方向，且垂直于连接结构所连接的至少两个第一电极块011的排布方向。上述厚度方向为第一电极层01、压电材料层02和第二电极层03的层叠方向。
上文是以每个第一电极块011为块状电极为例进行的说明。可选地，如图7所示，每个第一电极块011还可以为条状电极，该条状电极在第二电极层03上的正投影可以与至少两个第二电极块031重叠。
在一种可能的示例中，每个第一电极块011可以沿第一方向延伸，且各个第一电极块011可以沿第二方向排布。相应的，每个条状电极在第二电极层03上的正投影可以与沿该第一方向排布的多个第二电极块031重叠。如图7所示，该第一方向可以是行方向x，或者也可以是列方向y。
在另一种可能的示例中，该多个第一电极块011可以划分为两组。其中，第一组中的每个第一电极块011沿第一方向延伸，且各个第一电极块011沿第二方向排布。第二组中的每个第一电极块011沿第二方向延伸，且各个第一电极块011沿第一方向排布。相应的，第一组中的每个条状电极的正投影可以与沿该第一方向排布的各个第二电极块031重叠，第二组中的每个条状电极的正投影可以与沿该第二方向排布的各个第二电极块031重叠。其中，第一方向和第二方向相交，例如第一方向可以是行方向x，第二方向可以是列方向y。
采用条状电极作为第一电极块011，可以有效隔绝部分串扰信号。并且，由于条状电极的制造工艺相对简单，因此可以有效降低超声换能器的制造工艺的复杂度和制造成本。
可选地，第一电极层01中每个第一电极块011的厚度可以为压电材料层03发射的超声波的波长的n/4倍，n为正整数，例如n可以是奇数。示例的，第一电极块011的厚度可以为50um左右。由于本申请实施例提供的方案可以在工艺条件和整体厚度允许的条件下增加第一电极块011的厚度，因此可以有效增加第一电极块011对超声波的收敛效果，进而有效减少超声波之间的串扰。
可以理解的是，本申请实施例中所述的超声波的波长的n/4倍可以是基于超声波传输时的非理想性，对超声波的理论波长的n/4倍进行修正得到的。例如，可以基于仿真结果对理论波长的n/4倍进行修正，从而确定第一电极块011的厚度。其中，修正结果与理论波长的n/4倍之间存在一定误差，该误差小于预设阈值。示例的，假设n＝1，且理论波长的1/4倍为60um，对该理论波长的1/4倍进行修正后确定出的第一电极块011的厚度可以为50um。
图8是本申请实施例提供的另一种超声换能器的结构示意图，如图8所示，该超声换能器还可以包括：位于该第一电极层01远离压电材料层02的一侧的透镜层04。如图8和图9所示，该透镜层04包括间隔设置的多个透镜041，即任意两个透镜041之间具有间隙。其中，每个透镜041在第二电极层03上的正投影可以与至少一个第二电极块031重叠。
其中，每个透镜041可以用于对压电材料层02发射的超声波，以及被测物反射的超声波进行聚焦，从而有效减少超声波之间的串扰，并且提高对反射超声波的探测灵敏度，以及增加超声波的穿透能力。在超声换能器制备过程中，可以通过调节透镜041的几何形貌和/或材料来改变透镜041的物理焦点，以使得该物理焦点位于与被测物接触的表面。假设该超声换能器应用于指纹识别模组中，则可以使得该物理焦点位于该指纹识别模组的穿透介质的表面，该穿透介质为用于与用户手指接触的介质。可以理解的是，调节透镜041的几何形貌可以实现对透镜041的曲率的调节，调节透镜041的材料可以实现对透镜041的折射率的调节。
还可以理解的是，该透镜层04包括的多个透镜041可以与第二电极层03中的多个第二电极块031一一对应，且每个透镜041的正投影与对应的一个第二电极块031重叠。或者，透镜层04中的每个透镜041可以与第二电极层03中的至少两个第二电极块031对应，且每个透镜041的正投影与对应的至少两个第二电极块031重叠。又或者，第二电极层03中的每个第二电极块031可以与至少两个透镜041对应。也即是，该至少两个透镜041的正投影可以与同一个第二电极块031重叠。
可选地，如图8所示，每个透镜041在第二电极层03上的正投影与一个第二电极块031重叠，且每个透镜041在第一电极层01上的正投影与一个第一电极块011重叠。也即是，该多个透镜041、多个第一电极块011和多个第二电极块031可以一一对应。基于此，可以在第一电极层01和透镜层04中形成与多个第二电极031一一对应的多个波导结构，由此，能够有效降低超声波之间的串扰。
可选地，如图8所示，该透镜层04远离第一电极层01的一侧还可以设置有耦合介质300(也可以称为功能层)。该耦合介质300可以具有下述功能中的至少一种：声学阻抗匹配、电磁屏蔽、应力隔离和胶合等，并且，该耦合介质300可以是单层或多层结构。
其中，若耦合介质300具有声学阻抗匹配的功能，则其材料可以基于相邻层的材料的声学阻抗确定。该耦合介质300的相邻层可以包括透镜层04，且还可以包括穿透介质，该穿透介质可以是用于与被测物接触的介质，其材料可以是金属或玻璃等。若耦合介质300具有电磁屏蔽的功能，则其材料可以包括金属材料，例如可以包括铜箔。若耦合介质300具有应力隔离的功能，则其材料可以包括软质材料，例如胶质材料。若该耦合介质300具有胶合的功能，则其材料可以包括胶质材料。
可以理解的是，该透镜041的形状可以基于其折射率与相邻层的折射率的大小关系确定。例如，若透镜041的折射率小于其相邻层(第一电极层01和耦合介质300)的折射率，则如图8所示，该透镜041的形状可以为凸透镜。若透镜041的折射率大于其相邻层(第一电极层01和耦合介质300)的折射率，则如图10所示，该透镜041的形状可以为凹透镜。
如图8和图10所示，透镜041靠近第一电极层01的一面可以为平面，由此可以确保制造工艺较为简单。或者，该透镜041靠近第一电极层01的一面也可以是曲面。也即是，该凸透镜可以是双面凸透镜，该凹透镜可以是双面凹透镜。
还可以理解的是，如图8和图10所示，每个透镜041的截面的宽度可以与第一电极块011的截面的宽度相等。或者，如图11所示，每个透镜041的截面的宽度也可以稍大于第一电极块011的截面的宽度。本申请实施例对该透镜041的截面的宽度不做限定，仅需确保透镜041的正投影与对应的第一电极块011和第二电极块031重叠即可。
可选地，如图12所示，该超声换能器中的压电材料层02可以为整层结构。或者，参考8至图11，该压电材料层02可以包括间隔设置的多个压电块021，即任意两个压电块021之间具有间隙。其中，每个压电块021在第二电极层03上的正投影与至少一个第二电极块031重叠。
可以理解的是，该压电材料层02包括的多个压电块021可以与第二电极层03中的多个第二电极块031一一对应，且每个压电块021的正投影与对应的一个第二电极块031重叠。或者，每个压电块021可以与至少两个第二电极块031对应，且每个压电块021的正投影与对应的至少两个第二电极块031重叠。又或者，每个第二电极块031可以与至少两个压电块021对应，也即是，该至少两个压电块021的正投影可以与同一个第二电极块031重叠。
可选地，如图8、图10和图11所示，每个压电块021在第二电极层03上的正投影与一个第二电极块031重叠，且每个压电块021在第一电极层01上的正投影与一个第一电极块011重叠。也即是，该多个压电块021、多个第一电极块011和多个第二电极块031可以一一对应。基于此，可以在第一电极层01和压电材料层02中形成与多个第二电极031一一对应的多个波导结构，由此，能够有效降低超声波之间的串扰。
在本申请实施例中，该压电材料层02的厚度可以基于超声换能器的谐振频率确定。例如，假设该超声换能器应用于指纹识别模组，则为了确保指纹识别的纵向分辨率，超声换能器的谐振频率大约为8兆赫兹(MHz)至20MHz。相应的，该压电材料层02的厚度可以为几微米至几十微米。
图13是本申请实施例提供的再一种超声换能器的结构示意图。如图13所示，该超声换能器还可以包括：位于第一电极层01远离压电材料层03一侧的波导层05。该波导层05可以包括间隔设置的多个波导块051，即任意两个波导块051之间具有间隙。并且，每个波导块051在第一电极层01上的正投影可以与至少一个第一电极块011重叠。
其中，该波导层05包括的多个波导块051可以与第一电极层01中的多个第一电极块011一一对应，且每个波导块051的正投影与对应的一个第一电极块011重叠。或者，每个波导块051可以与第一电极层01中的至少两个第一电极块011对应，且每个波导块051的正投影与对应的至少两个第一电极块011重叠。又或者，每个第一电极块011可以与至少两个波导块051对应。也即是，该至少两个波导块051的正投影均与同一个第一电极块011重叠。
可选地，如图13所示，每个波导块051在第二电极层03上的正投影与一个第二电极块031重叠，且每个波导块051在第一电极层01上的正投影与一个第一电极块011重叠。也即是，该多个波导块051、多个第一电极块011和多个第二电极块031可以一一对应。基于此，可以在波导层05和第一电极层01中形成与多个第二电极031一一对应的多个波导结构，由此，能够有效降低超声波之间的串扰。
可以理解的是，该波导层05的材料可以与第一电极层01的材料不同，并且，该波导层05的材料的声阻抗可以与第一电极层01的材料的声阻抗近似(如两者的声阻抗差值小于第一阈值)，以避免超声波在波导层05和第一电极层01的交界面发生反射。在本申请实施例中，该波导层05的材料还可以选择成本较低，且便于加工的材料。由此可以在确保波导结构具有一定厚度的前提下，有效降低超声换能器的制造成本和制造工艺的复杂度。
还可以理解的是，如图13所示，对于该超声换能器还包括透镜层04的场景，该波导层05可以位于透镜层04和第一电极层01之间。
可选地，如图14所示，波导层05的材料可以与透镜层04的材料相同，该透镜层04的材料可以是树脂等聚合物材料。并且，该波导层05包括的多个波导块051可以与透镜层04中的多个透镜041一一对应，每个波导块051在透镜层04的正投影与对应的一个透镜041重叠。由于波导层05的材料与透镜层04的材料相同，因此每个波导块051与其对应的一个透镜041可以是一体结构。
在本申请实施例中，如图8，以及图10至图14所示，该多个第一电极块011之间的间隔，以及该多个第二电极块031之间的间隔均可以为真空或空气。或者，如图15所示，该超声换能器还可以包括：填充在该多个第一电极块011之间，以及填充在该多个第二电极块031之间的填充材料06。
可以理解的是，若该超声换能器中压电材料层03、透镜层04和/或波导层05也为离散化结构，则上述离散化结构之间的间隔也可以为真空、空气或填充材料06。
其中，若离散化结构之间的间隔为真空，则由于真空的声阻抗几乎为0，因此可以确保波导结构与真空的交界面的声反射率较大，超声波的传播效果较好。其中，每个波导结构至少可以包括一个第一电极块011。或者，除了第一电极块011之外，还可以包括压电块021、波导块051和透镜041中的至少一种。
在本申请实施例中，该填充材料06可以是聚合物材料，且该填充材料06的声阻抗与波导结构的材料(主要为第一电极块011的材料)的声阻抗的差异可以尽可能大(如两者的差值大于第二阈值)，以确保两者的交界面具有较大的声反射率。示例的，该聚合物材料可以是制备耦合介质300时，从耦合介质300渗透到间隔中的胶质材料，如粘合胶。
图16是本申请实施例提供的一种第二电极层的结构示意图。如图16所示，该第二电极层03包括的多个第二电极块031可以划分为沿第一方向排布的多个电极组030，每个电极组030包括沿第二方向排布的至少两个第二电极块031。
其中，该第一方向与第二方向相交。例如，在图16所示的示例中，第一方向为行方向x，第二方向为列方向y。当然该第一方向也可以是列方向y，第二方向可以是行方向x。
可选地，如图16中的(a)所示，每相邻两个电极组030对齐排布。或者，如图16中的(b)所示，每相邻两个电极组030交错排布。通过使第二电极块031交错排布，可以有效增加超声换能器中的第二电极块031的密度，进而有效提高该超声换能器的检测精度。
若该超声换能器应用于指纹识别模组，则该第二电极层03中的多个第二电极块031可以实现指纹的谷和脊的回波信号的像素化接收。为了确保指纹识别的分辨率，相邻两个第二电极块031的中心间距通常小于100um。并且，该第二电极层03的厚度较薄，例如其厚度可以为纳米量级，以减少对其表面沉积的压电材料层02的平整度的影响。
可以理解的是，若超声换能器中的多个波导结构与第二电极层03包括的多个第二电极块031一一对应，则该多个波导结构也可以按照图16中的(b)所示的方式交错排布。
可选地，如图8，以及图10至图15所示，该超声换能器还可以包括位于第二电极层03远离压电材料层02一侧的基底00。该基底00可以包括基板以及位于该基板上的电路层。其中，基板的材料可以是玻璃或硅。该电路层可以包括薄膜晶体管(thin filmtransistor，TFT)电路，或者可以包括互补金属氧化物半导体(complementary metaloxide semiconductor，CMOS)电路。并且，该电路层与第二电极层03连接，用于对该第二电极层03中的各个第二电极块031检测到的电信号进行相关处理。
还可以理解的是，该波导层05还可以位于第二电极层03远离压电材料层03的一侧。并且，该波导层05远离第二电极层03的一侧形成有耦合介质300，即该波导层05可以通过耦合介质300与穿透介质耦合。若该超声换能器还包括透镜层04，则该透镜层04可以位于波导层05远离第二电极层03的一侧。
综上所述，本申请实施例提供了一种超声换能器，该超声换能器中的第一电极层包括间隔设置的多个第一电极块，第二电极层包括间隔设置的多个第二电极块，且每个第一电极块在第二电极层上的正投影与至少一个第二电极块重叠。通过将第一电极层离散化设置，并使每个第一电极块的厚度大于厚度阈值，可以在第一电极层中形成多个能够限定超声波的传播路径的波导结构。由此，能够有效降低被测物不同位置处反射的超声波之间的串扰，进而确保该超声换能器的检测准确性较高。并且，由于该超声换能器能够复用第一电极层实现波导的功能，因此极大地降低了加工成本和复杂度，同时也有利于减小超声换能器的整体厚度。
本申请实施例还提供了另一种超声换能器，如图17所示，该超声换能器包括：第二电极层11、压电材料层12、第一电极层13、波导层14和透镜层15。其中，该第二电极层11、压电材料层12和第一电极层13依次层叠，波导层14和透镜层15依次层叠在第二电极层11或第一电极层13远离该压电材料层12的一侧。
该第一电极层13可以为整层结构，即第一电极层13可以为片状电极，且该第一电极层13也可以称为上电极层。
该第二电极层11包括间隔设置的多个第二电极块111，该第二电极层11也可以称为下电极层或像素电极层。
该波导层14包括间隔设置的多个波导块141，每个波导块141在第二电极层11上的正投影与至少一个第二电极块111重叠。
该透镜层15包括间隔设置的多个透镜151，每个透镜151在第二电极层11上的正投影也与至少一个第二电极块111重叠。
其中，该第一电极层13可以用于驱动该压电材料层12发射超声波，该第二电极层11中的多个第二电极块111可以用于检测压电材料层12基于反射的超声波生成的电信号。或者，该第二电极层11中的多个第二电极块111既用于驱动压电材料层12发射超声波，也用于检测电信号，该第一电极层13用于接地。
可以理解的是，该波导层14包括的多个波导块141可以与第二电极层11中的多个第二电极块111一一对应，且每个波导块141的正投影与对应的一个第二电极块111重叠。或者，每个波导块141可以与至少两个第二电极块111对应，且每个波导块141的正投影与对应的至少两个第二电极块111重叠。又或者，每个第二电极块111也可以与至少两个波导块141对应。也即是，该至少两个波导块141的正投影均与同一个第二电极块111重叠。
同样的，该透镜层15包括的多个透镜151可以与第二电极层03中的多个第二电极块111一一对应，且每个透镜151的正投影与对应的一个第二电极块111重叠。或者，每个透镜151可以与至少两个第二电极块111对应，且每个透镜151的正投影与对应的至少两个第二电极块111重叠。又或者，每个第二电极块111也可以与至少两个透镜151对应。也即是，该至少两个透镜151的正投影均与同一个第二电极块111重叠。
还可以理解的是，该波导层14的材料与其相邻的电极层(如第一电极层13或第二电极层11)的材料不同，并且，该波导层14的材料的声阻抗可以与该相邻的电极层的材料的声阻抗近似，以避免超声波在波导层14和电极层的交界面发生反射。在本申请实施例中，该波导层14的材料还可以选择成本较低，且便于加工的材料，由此可以有效降低超声换能器的制造成本和制造工艺的复杂度。
示例的，该波导层14可以位于第一电极层13和透镜层15之间，且该波导层14的材料可以与透镜层15的材料相同，该透镜层15的材料可以是树脂等聚合物材料。
可选地，该波导层14中每个波导块141的厚度可以大于厚度阈值，该厚度阈值与超声波的波长正相关。例如，该厚度阈值可以等于超声波的波长的1/8。示例的，该每个波导块141的厚度可以是超声波的波长的n/4倍，n为正整数。由此，可以确保该波导层14对超声波的收敛效果较好，进而有效减少超声波之间的串扰。上述超声波的波长可以是指超声换能器工作于谐振频率时，压电材料层12发出的超声波的波长。若超声换能器具有多种不同的谐振频率，则上述超声波的波长可以是指超声换能器对反射超声波的探测效果最优时的谐振频率所对应的波长。
可选地，如图17所示，每个波导块141在第二电极层11上的正投影可以与一个第二电极块111重叠，且与一个透镜151在第二电极层11上的正投影重叠。也即是，该多个透镜151和多个波导块141与多个第二电极块111可以一一对应。基于此，可以在波导层14和透镜层15中形成与多个第二电极111一一对应的多个波导结构，由此，能够有效降低超声波之间的串扰。其中，每个波导结构包括一个波导块141和一个透镜151。
如图17所示，该超声换能器还可以包括位于第二电极层11远离压电材料层12一侧的基底00。该基底00可以包括基板以及位于该基板上的电路层。其中，基板的材料可以是玻璃材料或硅材料。该电路层可以为TFT电路，或者CMOS电路。并且，该电路层与第二电极层11连接，用于对该第二电极层11中的各个第二电极块111检测到的电信号进行相关处理。
可以理解的是，上述第二电极层11、波导层14和透镜层15的结构还可以参考前述实施例中的相关描述，此处不再赘述。
还可以理解的是，在制备本申请实施例提供的超声换能器时，作为一种可能的示例，可以在基底00上依次形成各个膜层，例如可以依次形成第二电极层、压电材料层、第一电极层、波导层和透镜层。
作为另一种可能的示例，可以在基底00的一侧依次形成第二电极层、压电材料层和第一电极层，并对该基底00的另一侧进行刻蚀以形成波导层。相应的，该波导层可以位于第二电极层远离压电材料层的一侧。之后，可以将形成有各膜层的基底00旋转180°后，再在基底00的表面(即波导层的表面)形成透镜层。
综上所述，本申请实施例提供了一种超声换能器，该超声换能器中的透镜层包括间隔设置的多个透镜，波导层包括多个间隔设置的多个波导块，且每个透镜和每个波导块在第二电极层上的正投影均与至少一个第二电极块重叠。通过采用离散化设置的透镜层和波导层，可以在透镜层和波导层中形成多个能够限定超声波的传播路径的波导结构。由此，能够有效降低被测物不同位置处反射的超声波之间的串扰，进而确保该超声换能器的检测准确性较高。
本申请实施例提供了一种指纹识别模组，如图18所示，该指纹识别模组包括：如上述实施例提供的超声换能器100，以及指纹识别电路200。其中，该指纹识别电路200用于向超声换能器100提供驱动信号，以驱动超声换能器100发射超声波，以及用于接收该超声换能器100基于接收到的反射超声波生成的电信号，并基于该电信号进行指纹识别。
可选地，如图18所示，该指纹识别电路200中的控制单元能够控制脉冲发生器产生激励电压信号，该激励电压信号能够经过收发开关传输至超声换能器100(例如可以传输至第一电极层)，以驱动该超声换能器100发射超声波。超声波穿过耦合介质300和穿透介质400到达手指表面后，手指表面的谷和脊分别产生不同强度的回波反射信号，该回波反射信号经过穿透介质400和耦合介质300后被超声换能器100接收并转换为电信号。
该电信号能够经由收发开关传输至指纹识别电路200的回波通道，该回波通道对电信号依次进行放大滤波、采样保持和模数转换(analog-to-digital convert，ADC)处理后转换为数字信号。之后，指纹识别电路200能够对该数字信号依次进行数字信号处理和特征提取，并将提取的特征与预先存储的指纹信息进行比对，以实现指纹识别。
可选地，该指纹识别电路200可以是独立于超声换能器100的电路，例如可以是独立的指纹识别芯片。或者，该指纹识别电路200中的部分或全部电路可以集成在超声换能器100的基底00中，也即是，该基底00中的电路层可以实现指纹识别电路200的部分或全部功能。
综上所述，本申请实施例提供了一种指纹识别模组，该指纹识别模组中的超声换能器具有波导结构，该波导结构能够有效减少回波信号之间的串扰，提升回波信号的信噪比。由此，可以确保该指纹识别模组具有较高的检测灵敏度和较高的检测准确性。
本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括：显示屏，以及位于该显示屏一侧的如上述实施例提供的指纹识别模组。其中，该指纹识别模组可以位于显示屏的非显示侧，即该电子设备可以实现全面屏的屏下指纹识别。该显示屏也可以称为显示模组，其可以是有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)显示屏或液晶显示屏(liquid crystal display，LCD)等。
示例的，如图18和图19所示，若该指纹识别模组所应用的设备为具有显示屏的电子设备，则该设备中的穿透介质400即为显示屏，且该显示屏400可以通过耦合介质300与上述实施例提供的超声换能器100耦合。其中，该超声换能器100也可以称为声学叠层。
可以理解的是，本申请实施例提供的指纹识别模组还可以应用于其他设备中，例如可以应用于门禁设备中。相应的，该穿透介质400可以是玻璃或金属介质等。
还可以理解的是，本申请实施例提供的超声换能器还可以应用于除指纹识别之外的其他领域，例如还可以应用于超声成像或工业探伤等领域。
可选地，如图19所示，该超声换能器100所应用的设备还可以包括功能层500，其位于基底00远离第二电极层03的一侧。该功能层500可以具有下述功能中的至少一种：声反射、声吸收和机械支撑等，且该功能层500可以是单层或多层结构。其中，若该功能层500具有声反射或声吸收的功能，则其材料可以包括聚合物材料和多孔材料等。若该功能层500具有机械支撑的功能，则其材料可以包括金属材料，例如可以包括钢片。
在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。例如，至少一个第二电极块是指一个第二电极块或多个第二电极块。
本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的构思和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (22)
1.一种超声换能器，其特征在于，所述超声换能器包括：依次层叠的第一电极层、压电材料层和第二电极层；
所述第一电极层包括间隔设置的多个第一电极块；
所述第二电极层包括间隔设置的多个第二电极块；
其中，每个所述第一电极块在所述第二电极层上的正投影与至少一个所述第二电极块重叠，且每个所述第一电极块的厚度大于厚度阈值，所述厚度阈值与所述压电材料层发出的超声波的波长正相关。
2.根据权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，每个所述第一电极块在所述第二电极层上的正投影与一个所述第二电极块重叠。
3.根据权利要求1或2所述的超声换能器，其特征在于，所述第一电极层还包括多个第一连接结构，每个所述第一连接结构用于连接沿第一方向排布的至少两个所述第一电极块。
4.根据权利要求3所述的超声换能器，其特征在于，所述第一电极层还包括多个第二连接结构，每个所述第二连接结构用于连接沿第二方向排布的至少两个所述第一电极块；
其中，所述第二方向与所述第一方向相交。
5.根据权利要求3或4所述的超声换能器，其特征在于，每个所述第一连接结构位于相邻两个所述第一电极块之间；
或者，每个所述第一连接结构位于至少两个所述第一电极块靠近或远离所述压电材料层的一侧。
6.根据权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，每个所述第一电极块为条状电极，所述条状电极在所述第二电极层上的正投影与至少两个所述第二电极块重叠。
7.根据权利要求1至6任一所述的超声换能器，其特征在于，所述厚度阈值为所述压电材料层发出的超声波的波长的1/8。
8.根据权利要求7所述的超声换能器，其特征在于，每个所述第一电极块的厚度为所述超声波的波长的n/4倍，n为正整数。
9.根据权利要求1至8任一所述的超声换能器，其特征在于，所述超声换能器还包括：位于所述第一电极层远离所述压电材料层的一侧的透镜层；
所述透镜层包括间隔设置的多个透镜，每个所述透镜在所述第二电极层上的正投影与至少一个所述第二电极块重叠。
10.根据权利要求9所述的超声换能器，其特征在于，每个所述透镜在所述第二电极层上的正投影与一个所述第二电极块重叠，且每个所述透镜在所述第一电极层上的正投影与一个所述第一电极块重叠。
11.根据权利要求9或10所述的超声换能器，其特征在于，
所述透镜的折射率小于其相邻层的折射率，所述多个透镜均为凸透镜；
或者，所述透镜的折射率大于其相邻层的折射率，所述多个透镜均为凹透镜。
12.根据权利要求1至11任一所述的超声换能器，其特征在于，所述压电材料层包括间隔设置的多个压电块；
其中，每个所述压电块在所述第二电极层上的正投影与至少一个所述第二电极块重叠。
13.根据权利要求12所述的超声换能器，其特征在于，每个所述压电块在所述第二电极层上的正投影与一个所述第二电极块重叠，且每个所述压电块在所述第一电极层上的正投影与一个所述第一电极块重叠。
14.根据权利要求1至13任一所述的超声换能器，其特征在于，所述超声换能器还包括：波导层，所述波导层位于所述第一电极层或所述第二电极层远离所述压电材料层的一侧；
所述波导层包括间隔设置的多个波导块，每个所述波导块在所述第一电极层上的正投影与至少一个所述第一电极块重叠。
15.根据权利要求14所述的超声换能器，其特征在于，若所述超声换能器还包括透镜层，则所述波导层位于所述第一电极层和所述透镜层之间，且所述波导层的材料与所述透镜层的材料相同。
16.根据权利要求1至15任一所述的超声换能器，其特征在于，所述多个第一电极块之间的间隔，以及所述多个第二电极块之间的间隔均为真空或空气；
或者，所述超声换能器还包括：填充在所述多个第一电极块之间，以及填充在所述多个第二电极块之间的填充材料。
17.根据权利要求1至16任一所述的超声换能器，其特征在于，所述多个第二电极块包括沿第一方向排布的多个电极组，每个所述电极组包括沿第二方向排布的至少两个所述第二电极块，其中，每相邻两个所述电极组交错排布。
18.一种超声换能器，其特征在于，所述超声换能器包括：第一电极层、压电材料层、第二电极层、波导层和透镜层；
所述第一电极层为整层结构，所述第二电极层包括间隔设置的多个第二电极块；
所述波导层包括间隔设置的多个波导块，每个所述波导块在所述第二电极层上的正投影与至少一个所述第二电极块重叠；
所述透镜层包括间隔设置的多个透镜，每个所述透镜在所述第二电极层上的正投影与至少一个所述第二电极块重叠。
19.根据权利要求18所述的超声换能器，其特征在于，每个所述波导块在所述第二电极层上的正投影与一个所述第二电极块重叠，且与一个所述透镜在第二电极层上的正投影重叠。
20.根据权利要求18或19所述的超声换能器，其特征在于，所述波导层位于所述第一电极层和所述透镜层之间，且所述波导层的材料与所述透镜层的材料相同。
21.一种指纹识别模组，其特征在于，所述指纹识别模组包括：指纹识别电路，以及如权利要求1至20任一所述的超声换能器；
其中，所述指纹识别电路用于向所述超声换能器提供驱动信号，以驱动所述超声换能器发射超声波，以及用于接收所述超声换能器基于接收到的反射超声波生成的电信号，并基于所述电信号进行指纹识别。
22.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：显示屏，以及位于所述显示屏一侧的如权利要求21所述的指纹识别模组。
Priority Applications (2)
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2022
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2023
- 2023-06-30 WO PCT/CN2023/104548 patent/WO2024093318A1/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| WO2024093318A1 (zh) | 2024-05-10 |
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