CN205809883U - 传感器阵列及芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种传感器阵列及芯片，所述传感器阵列包括多个像素单元，所述多个像素单元相互拼接以形成与手指面积大小相当的传感器阵列；所述多个像素单元中包括形状为等边六边形的像素单元。本实用新型的传感器阵列的多个像素单元的形状设置为等边六边形，使得像素单元在电场中的边缘效应减小，从而增加了指纹图像的清晰度。

Description

传感器阵列及芯片

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别是涉及传感器阵列及芯片。

背景技术

为了辨别指纹，目前的指纹识别器主要可以分为光学式指纹识别器以及电容式指纹识别器。而其中，电容式指纹识别器是利用半导体芯片式感测器来感测指纹，其原理是将传感器阵列整合于一芯片中，当使用者进行指纹辨识，将手指按压在该芯片表面时，传感器阵列形成电场的一个电极，手指形成电场的另一个电极，以完成指纹纹路影像的撷取。而指纹识别传感器的每个像素都是一个单独的感应单元，利用传感器阵列中的每个像素分别辨识指纹每个部分，即可完成手指指纹的采集。

然而，由于在电场中受到了电场的边缘效应的影响，每个像素单元均会在其边缘部分形成发散状的电场线，且在传感器阵列边缘部分时会更加严重，从而影响传感器识别到的指纹图像不清晰，导致不容易识别等问题。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种传感器阵列及芯片，旨在提高指纹识别图像的清晰度。

为实现上述目的，本实用新型提供一种传感器阵列，包括多个像素单元，所述多个像素单元相互拼接以形成与手指面积大小相当的传感器阵列；所述多个像素单元中包括形状为等边六边形的像素单元。

优选地，所述等边六边形的像素单元的两边之间的夹角为锐角时，所述夹角之间连接一短边，以使夹角为钝角。

本实用新型还提供一种芯片，所述芯片包括如上所述的传感器阵列，以及与传感器阵列电连接的外围电路，所述外围电路接收所述传感器阵列采集的信息进行处理。

优选地，所述传感器阵列周边还围设有辅助电场。

优选地，所述辅助电场接通有第一电压的电源，所述第一电压与所述手指和芯片之间形成的电场电压相等。

优选地，所述像素单元拼接形成的所述传感器阵列为四边形的传感器阵列。

优选地，所述四边形的传感器阵列四周围设有与其形状相似的四边形辅助电场，所述四边形辅助电场的四边与所述四边形的传感器阵列的四边间隔设置。

优选地，所述像素单元拼接形成的所述传感器阵列为等边六边形的传感器阵列。

优选地，所述等边六边形的传感器阵列周边围设有等边六边形辅助电场，所述等边六边形辅助电场的各边与所述等边六边形的传感器阵列的各边间隔设置。

优选地，所述等边六边形的传感器阵列周边围设有四边形辅助电场。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：由于本实用新型的传感器阵列的多个像素单元的形状设置为等边六边形，使得像素单元在电场中的边缘效应减小，从而增加了指纹图像的清晰度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型传感器阵列实施例的原理示意图；

图2为本实用新型传感器阵列另一实施例的原理示意图；

图3为本实用新型传感器阵列中像素单元的原理示意图；

图4为本实用新型芯片的原理示意图；

图5为本实用新型芯片的第一实施例原理示意图；

图6为本实用新型芯片的第一实施例中另一原理示意图；

图7为本实用新型芯片的第二实施例原理示意图；

图8为本实用新型芯片的第三实施例原理示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、 前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

本实用新型实施例提出一种传感器阵列。

如图1所示，在本实用新型实施例中，传感器阵列3包括多个像素单元1，所述多个像素单1元相互拼接以形成与手指面积大小相当的传感器阵列3；所述多个像素单元1中包括形状为等边六边形的像素单元。

在本实施例中，该传感器阵列应用于指纹识别传感器中。当使用者进行指纹辨识时，如图2所示，传感器阵列3形成电场的一个电极，手指4形成电场的另一个电极，手指4与传感器阵列3之间形成一电场，以完成指纹纹路影像的撷取。而指纹识别传感器的每个像素单元都是一个单独的感应单元，利用传感器阵列3中的每个像素分别辨识指纹每个部分，即可完成手指指纹的采集。由于六边形的形状最接近圆形，所以在电场中，等边六边形的形状受到的边缘效应影响较小、且在工艺上容易实现，使得每个像素单元在其边缘部分的电场线发散较小，从而使得传感器识别到的指纹图像更加清晰，便于识别。且等边六边形可以为正六边形、凸六边形或者凹六边形。

在另一实施例中，如图2、图3所示，所述等边六边形的像素单元1的两边之间的夹角为锐角时，所述夹角之间连接一短边11，以使夹角为钝角。即当等边六边形的任意两条边形成的夹角为锐角时，将该夹角进行切角，以形成两个钝角，两条边之间增加一相连的短边11，在形状上类似于六边形，但夹角均为钝角。

具体地，所述等边六边形的像素单元的两边之间的夹角为120°~140°。在优选实施例中，该夹角为135°，便于传感器阵列的开模、生产等工艺。

在另一实施例中，在一传感器阵列中，所述多个像素单元1均为等边六边形的像素单元。整个传感器阵列3均由等边六边形的像素单元拼接，使得整个等边六边形受到的边缘效应更小，增加图像识别度。

图1至图5中所示的由多个像素单元1拼接形成的为部分传感器阵列，在图中仅作示意，在具体实施例中，像素单元1的个数可由芯片大小、像素单元面积来决定。

如图2至图5所示，本实用新型还提供一种芯片，所述芯片包括如上所述的传感器阵列3，以及与传感器阵列3电连接的外围电路（图未示），所述外围电路接收所述传感器阵列3采集的信息进行处理。具体地，外围电路包括放大器、滤波器、数据处理器等指纹识别传感器中的通用电路，该外围电路与传感器阵列3封装处理，以满足指纹识别传感器的需要。

在本实施例中，传感器阵列3形成电场的一个电极，手指4形成电场的另一个电极，手指4与传感器阵列3之间形成一电场，以完成指纹纹路影像的撷取。而指纹识别传感器的每个像素单元都是一个单独的感应单元，利用传感器阵列3中的每个像素分别辨识指纹每个部分，即可完成手指指纹的采集。由于在电场中，等边六边形的形状受到的边缘效应影响较小，使得每个像素单元在其边缘部分的电场线发散较小，从而使得传感器识别到的指纹图像更加清晰，便于识别。

如图2至图6所示， 传感器阵列3周边还围设有辅助电场2。辅助电场2为围设在传感器阵列3外围的导体，可以为线状、或块状，可通过封装、版图等技术手段实现，为传感器阵列3提供一外加电场，以改善传感器阵列3电场的边缘效应。

在具体实施例中，辅助电场2接通有第一电压的电源，所述第一电压与手指和芯片之间形成的电场电压相等。如图2所示，当手指4与传感器阵列3之间形成电场时，接通辅助电场2的电源，以使辅助电场2的电场线与手指4和传感器阵列3之间的电场线相互聚拢，即可避免手指4和传感器阵列3之间的电场线过于分散，以达到减小边缘效应的效果，以提高图像的识别度。

在第一实施例中，如图3所示，所述像素单元1拼接形成的所述传感器阵列3为四边形的传感器阵列。四边形的传感器阵列可便于外围电路设计、芯片封装，且在传感器阵列3边缘部分，可以将像素单元1的形状作适当调整，以满足芯片设计需要。

如图3所示，所述四边形的传感器阵列3四周围设有与其形状相似的四边形辅助电场2，所述四边形辅助电场2的四边与所述四边形的传感器阵列3的四边间隔设置。在具体实施例中，辅助电场2与传感器阵列3之间的距离与传感器阵列3的形状、大小、距离手指的距离以及介质有关，可根据实际需求进行设计。

如图4所示，辅助电场2靠近传感器阵列3设置，辅助电场2与传感器阵列3的边缘处不规则金属片连接，形成一不规则形状的导体，以实现改善传感器阵列3电场的边缘效应的效果，同时也增加芯片的实用面积。在本实施例中，辅助电场2为块状的导体。

在第二实施例中，所述像素单元1拼接形成的所述传感器阵列3为等边六边形的传感器阵列。等边六边形的传感器阵列结构紧凑，且边缘效应影响小。

如图5所示，所述等边六边形的传感器阵列3周边围设有等边六边形辅助电场2，所述等边六边形辅助电场2的各边与所述等边六边形的传感器阵列3的各边间隔设置。在进行芯片封装时，等边六边形辅助电场和等边六边形的传感器阵列安装在电路板上后，外围电路可设置于电路板上等边六边形的各边外，以减小芯片面积。

在第三实施例中，所述像素单元1拼接形成的所述传感器阵列3为等边六边形的传感器阵列3。等边六边形的传感器阵列3结构紧凑，且边缘效应影响小。

如图6所示，所述等边六边形的传感器阵列3周边围设有四边形辅助电场2，所述四边形辅助电场2的各边与所述等边六边形的传感器阵列3的各边间隔设置。四边形的辅助电场2可方便芯片的封装设计。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种传感器阵列，其特征在于：包括多个像素单元，所述多个像素单元相互拼接以形成与手指面积大小相当的传感器阵列；所述多个像素单元中包括形状为等边六边形的像素单元。

2.如权利要求1所述的传感器阵列，其特征在于：所述等边六边形的像素单元的两边之间的夹角为锐角时，所述夹角之间连接一短边，以使夹角为钝角。

3.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括如权利要求1至2所述的传感器阵列，以及与传感器阵列电连接的外围电路，所述外围电路接收所述传感器阵列采集的信息进行处理。

4.如权利要求3所述的芯片，其特征在于，所述传感器阵列周边还围设有辅助电场。

5.如权利要求4所述的芯片，其特征在于，所述辅助电场接通有第一电压的电源，所述第一电压与所述手指和芯片之间形成的电场电压相等。

6.如权利要求5所述的芯片，其特征在于，所述像素单元拼接形成的所述传感器阵列为四边形的传感器阵列。

7.如权利要求6所述的芯片，其特征在于，所述四边形的传感器阵列四周围设有与其形状相似的四边形辅助电场，所述四边形辅助电场的四边与所述四边形的传感器阵列的四边间隔设置。

8.如权利要求5所述的芯片，其特征在于，所述像素单元拼接形成的所述传感器阵列为等边六边形的传感器阵列。

9.如权利要求8所述的芯片，其特征在于，所述等边六边形的传感器阵列周边围设有等边六边形辅助电场，所述等边六边形辅助电场的各边与所述等边六边形的传感器阵列的各边间隔设置。

10.如权利要求8所述的芯片，其特征在于，所述等边六边形的传感器阵列周边围设有四边形辅助电场。