生物計(jì)量感測(cè)的制作方法
【專利說(shuō)明】生物計(jì)量感測(cè)
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)
[0002] 本申請(qǐng)要求2012年4月10日提交的第61/622, 474號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的權(quán)益，其全 部?jī)?nèi)容由此并入本文。
[0003] 背景
[0004] 實(shí)施例大體上涉及電子感測(cè)設(shè)備，并且更具體地涉及用于感測(cè)位于鄰近或靠近用 于在媒體操控、指紋感測(cè)和電子設(shè)備和其它產(chǎn)品的其它操作中使用的傳感器的物體的傳感 器。
[0005] 在電子感測(cè)市場(chǎng)中，存在用于感測(cè)在給定位置處的物體的各種各樣的傳感器。這 樣的傳感器被配置為感測(cè)物體的電子特性以便感測(cè)鄰近或靠近傳感器的物體的存在、物體 的物理特性、形狀、物體表面上的紋理，材料成分、生物信息和正被感測(cè)的物體的其它特征 和特性。
[0006] 傳感器可被配置為通過測(cè)量與傳感器緊密靠近或接觸的物體的例如溫度、重量或 各種發(fā)射（例如光子發(fā)射、電磁發(fā)射或原子發(fā)射）或者其它特性來(lái)被動(dòng)地檢測(cè)物體的特性。 這樣的實(shí)例是非接觸式紅外溫度計(jì)，其檢測(cè)從物體發(fā)射出的黑體輻射光譜，從中可計(jì)算出 物體的溫度。
[0007] 其它傳感器通過利用刺激（例如電壓或電流）直接激勵(lì)物體，然后使用所產(chǎn)生的 信號(hào)以確定物體的物理特性或電氣特性來(lái)工作。這樣的示例是由兩個(gè)端子組成的流體檢測(cè) 器，一個(gè)端子利用電壓源激勵(lì)介質(zhì)，而第二個(gè)端子測(cè)量電流以確定導(dǎo)電流體（例如水）的存 在。
[0008] 由于物體的單點(diǎn)測(cè)量通常不提供關(guān)于實(shí)際應(yīng)用的物體的足夠信息，所以收集測(cè)量 的二維陣列通常是有利的。通過在物體表面上方移動(dòng)線路感測(cè)陣列，并且然后像傳真機(jī)做 的那樣進(jìn)行二維圖像的逐行重構(gòu)，可以創(chuàng)建阻抗的二維陣列。這樣的實(shí)例是觸擊式電容指 紋傳感器，當(dāng)拖動(dòng)手指穿過該觸擊式電容指紋傳感器時(shí)，觸擊式電容指紋傳感器測(cè)量指紋 的凸起和凹陷之間的電容差。由用戶進(jìn)行的指紋觸擊動(dòng)作允許傳感器點(diǎn)的一維直線從用戶 的指紋表面捕獲大量的數(shù)據(jù)點(diǎn)。在使用各行捕獲到的數(shù)據(jù)點(diǎn)這個(gè)事實(shí)之后，這類傳感器重 構(gòu)二維指紋圖像。該重構(gòu)過程需要設(shè)備進(jìn)行大量的處理，并且如果觸擊運(yùn)動(dòng)和條件不是最 佳，則容易失敗。
[0009] -種獲得二維圖像的更加用戶友好的方式是創(chuàng)建二維感測(cè)陣列，當(dāng)用戶將指紋表 面仍保持在傳感器表面上，而不是觸擊穿過傳感器時(shí)，二維感測(cè)陣列可以捕獲用戶的指紋 數(shù)據(jù)。然而，由于陣列中需要大量的感測(cè)點(diǎn)，所以這類傳感器在成本上可能過高。這樣的實(shí) 例是二維電容指紋傳感器。目前制造了許多這樣的二維電容指紋傳感器。然而，這些傳感 器基于使用了 150_2或更大的硅面積，因此對(duì)于許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)成本過高。它們同時(shí)也是脆 弱和易碎的。它們對(duì)撞擊和甚至溫度變化敏感，因此對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用（例如智能手機(jī)和由 用戶操作并且有時(shí)被用戶丟棄的其它移動(dòng)電子設(shè)備）只是耐久性不夠。
[0010] 這些不同類型的電子傳感器已經(jīng)在各種應(yīng)用中使用，例如用于測(cè)量人的生物特征 和特性（例如指紋）的生物計(jì)量傳感器、醫(yī)療應(yīng)用（例如醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備）、流體測(cè)量監(jiān)視器 以及許多其它傳感器應(yīng)用。通常，各種設(shè)備的感測(cè)元件被連接到被配置成處理物體信息以 及能夠解釋物體特征和特性的處理器。實(shí)例包括指紋的凸起和凹陷、溫度、存在或不存在的 體積讀數(shù)以及其它特征和特性。
[0011] 對(duì)于作為特定的實(shí)例的二維圖像傳感器有許多應(yīng)用，并且創(chuàng)新者與尚未達(dá)到期望 的特征和功能的現(xiàn)有技術(shù)狀況作斗爭(zhēng)。例如，指紋傳感器已經(jīng)存在了許多年并且在許多環(huán) 境中使用以驗(yàn)證識(shí)別、提供對(duì)限制區(qū)域和信息的訪問，以及許多其它用途。在該專利申請(qǐng) 中，將不同類型的指紋傳感器強(qiáng)調(diào)作為傳感器應(yīng)用的實(shí)例，其中實(shí)施例可應(yīng)用于簡(jiǎn)單解釋， 但是其它類型的應(yīng)用也與該背景討論相關(guān)，并且也將通過實(shí)施例的詳細(xì)描述加以闡述。這 些放置傳感器可被配置為感測(cè)放置在傳感器附近或周圍的物體，例如指紋放置傳感器，其 被配置成捕獲來(lái)自用戶手指的指紋的完整圖像并且將捕獲的圖像與存儲(chǔ)的圖像進(jìn)行比較 用于驗(yàn)證?？蛇x地，傳感器可被配置成感測(cè)傳感器周圍的物體的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)，例如指紋觸擊傳 感器，其捕獲指紋的部分圖像，重構(gòu)指紋圖像，并且將捕獲的圖像與存儲(chǔ)的圖像進(jìn)行比較用 于驗(yàn)證。
[0012] 在這樣的應(yīng)用中，盡管成本一直是商業(yè)產(chǎn)品的因素，但它并不是那么關(guān)鍵一一精 確性和可靠性一直是并且仍然保持為最重要的因素。通常，放置傳感器，同時(shí)感測(cè)來(lái)自用戶 的指紋表面的指紋圖像的傳感器的二維網(wǎng)格，是明顯的選擇，并且其許多設(shè)計(jì)在大多數(shù)應(yīng) 用中已成為標(biāo)準(zhǔn)。一旦感測(cè)到指紋圖像并以數(shù)字形式在設(shè)備中再現(xiàn)，將其與預(yù)先記錄和存 儲(chǔ)的圖像進(jìn)行比較，并且當(dāng)捕獲的指紋圖像與存儲(chǔ)的圖像之間存在匹配時(shí)，那么完成驗(yàn)證。 近年來(lái)，指紋傳感器已經(jīng)找到融入便攜式設(shè)備（例如筆記本電腦、手持設(shè)備、蜂窩電話以及 其它設(shè)備）中的方式。盡管精確性和可靠性仍然是重要的，但是系統(tǒng)部件的成本是非常重 要的。傳統(tǒng)的放置傳感器一直并且仍然非常昂貴的一個(gè)主要原因是：它們都使用硅傳感器 表面（對(duì)于該實(shí)例，這排除了光學(xué)傳感器，因?yàn)樗鼈兲罅瞬⑶倚枰缺銛y式設(shè)備可以承 擔(dān)分配的更多的功率等，并且因此它們通常不能用于大多數(shù)可商購(gòu)的設(shè)備中）。這些硅表面 是非常昂貴的，因?yàn)楣璨牧虾椭瞥捎?jì)算機(jī)芯片的材料一樣貴。當(dāng)然，計(jì)算機(jī)芯片這些年來(lái)已 變得更小以降低其成本并提高其性能。指紋硅之所以不能做得更小的原因在于：它們需要 保持平均的指紋尺寸，以及對(duì)用戶指紋的完整掃描的要求根本不能折衷。為了驗(yàn)證中足夠 的安全性，需要基本上完整的指紋。
[0013] 后來(lái)指紋觸擊傳感器進(jìn)入市場(chǎng)。觸擊傳感器基本上被設(shè)計(jì)成具有行傳感器，該行 傳感器被配置成當(dāng)用戶在相對(duì)于傳感器線路垂直的方向上觸擊他們的手指時(shí)感測(cè)指紋特 征。成本節(jié)?。河|擊傳感器需要的硅要少得多，只需要足以配置具有像素傳感器陣列的行傳 感器。寬度仍然基于平均指紋寬度加以確定，但是與放置傳感器相比深度大體上更小。一些 觸擊傳感器是電容傳感器，其中逐行測(cè)量并記錄指紋表面的電容。另一些觸擊傳感器將小 的信號(hào)脈沖串發(fā)送進(jìn)入到指紋表面的表面中并測(cè)量讀?。╬ickup)線路中的響應(yīng)，再逐行 記錄指紋特征。在任一種情況下，與放置傳感器不同，需要在用戶完成觸擊之后重構(gòu)完整的 指紋圖像，并且對(duì)各條線進(jìn)行重新整理和渲染以產(chǎn)生完整的指紋圖像。將該圖像與存儲(chǔ)在 筆記本電腦或其它設(shè)備中的指紋圖像進(jìn)行比較，并且如果充分匹配，那么用戶將通過驗(yàn)證。
[0014] 對(duì)于電容觸擊傳感器，用直流（DC)開關(guān)電容器技術(shù)構(gòu)建了第一代傳感器（例如第 6, 011，859號(hào)美國(guó)專利）。該方法需要使用每個(gè)像素兩塊板，在兩塊板之間形成電容器，允 許局部存在手指凸起以改變?cè)撾娙萜飨鄬?duì)于空氣的值。這些DC電容配置從指紋表面采集 圖像，而不會(huì)穿透到手指表面下方。因此，用不同的欺騙性技術(shù)容易仿冒或偽造指紋，并且 當(dāng)用戶手指干燥時(shí)，它們性能也比較差。后來(lái)引入了 RF(射頻）傳感器，因?yàn)樗鼈冎械囊恍?能夠通過用戶手指的表面并進(jìn)入用戶手指的內(nèi)層來(lái)感測(cè)指紋。各種設(shè)備連同不同的檢測(cè)形 式（包括調(diào)幅（AM)和調(diào)相（PM))已經(jīng)利用不同的射頻。也有不同配置的發(fā)射器和接收器， 一種類型（例如第5, 963, 679號(hào)美國(guó)專利）使用單個(gè)發(fā)射器環(huán)和被最優(yōu)化以用于片上感測(cè) 的多個(gè)低質(zhì)量接收器陣列。相反，另一種類型（例如第7, 099, 496號(hào)美國(guó)專利）使用在被 最優(yōu)化以用于片外感測(cè)的梳狀平板結(jié)構(gòu)中帶有僅一個(gè)非常高質(zhì)量接收器的大的RF發(fā)射器 陣列。
[0015] 低成本放置傳感器的發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵阻礙在于像素密度的問題，以及對(duì)傳感器設(shè) 備的各層之間的大量互連的最終需求。指紋應(yīng)用的典型傳感器將在分辨率為500dpi的 KtoimxlOmm的量級(jí)上。這種傳感器陣列將大約為200行乘200列，意味著設(shè)備中各層之間需 要200個(gè)通孔連接。雖然半導(dǎo)體通孔可以非常小，但是如上所述，用硅實(shí)現(xiàn)傳感器的成本已 被證實(shí)過高。
[0016] 為了以足夠低的成本生產(chǎn)大眾市場(chǎng)采用的放置傳感器，必須采用更低成本的工藝 (例如電路板蝕刻）。電路板通孔間距的當(dāng)前技術(shù)狀況在200 μ m的量級(jí)上，與之相比的是 傳感器陣列本身的50 μπι間距。此外，形成電路板各層之間的通孔所需的添加的工藝步驟 明顯增加了在層中的每一層上的跡線的最小間距的容差?？梢匀菀椎刂谱骶哂懈弋a(chǎn)率以及 線路間距低至35 μπι的單面電路，而雙面電路需要在60 μπι或更大的量級(jí)上的最小線路間 距，其太粗糙以至于無(wú)法實(shí)現(xiàn)完整的500dpi傳感器陣列。另一個(gè)考慮是，在相似的線路密 度下，具有通孔的雙面電路比單面電路每單位面積昂貴幾倍，使得制作高密度雙面電路對(duì) 于低成本的傳感器應(yīng)用太過昂貴。
[0017] 對(duì)于筆記本電腦設(shè)備，成本驅(qū)使采用觸擊傳感器。與放置傳感器相比，觸擊傳感器 大體上更便宜，并且大多數(shù)筆記本電腦制造商僅僅基于價(jià)格而采用它們。成本節(jié)省是使用 較少硅面積的結(jié)果。最近，出現(xiàn)了硅傳感器的替代物，它使用其上具有蝕刻感測(cè)板、被連接 到單獨(dú)的處理器芯片（例如第7, 099, 496號(hào)美國(guó)專利）的塑料Kapton?帶。這使得傳感器 的硅部分與感測(cè)元件分離并且硅遵循摩爾定律，與工藝技術(shù)的進(jìn)步成比例，在長(zhǎng)度、寬度和 深度上縮小到最優(yōu)尺寸。盡管技術(shù)上的這種進(jìn)步使便宜耐用的觸擊傳感器成為可能，但并 不能克服由簡(jiǎn)單的二維放置格式變化導(dǎo)致的基本圖像重建和人機(jī)工程學(xué)問題。除了觸擊傳 感器更便宜外，無(wú)論它是筆記本電腦或是更小的設(shè)備（例如蜂窩電話或個(gè)人數(shù)據(jù)設(shè)備），它 們?cè)谥鳈C(jī)設(shè)備中占用了更小的基板面。
[0018] 在大多數(shù)觸擊類傳感器中，指紋重構(gòu)過程證明是比最初預(yù)期地對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)是更 大的人機(jī)工程學(xué)挑戰(zhàn)，并且對(duì)于質(zhì)量控制工程師來(lái)說(shuō)更是一種負(fù)擔(dān)。需要訓(xùn)練用戶在垂直 于傳感器行的大體上直的并且線性的方向上觸擊他們的手指以及控制接觸壓力。編寫了軟 件訓(xùn)練程序以幫助用戶變得更加熟練，但是不同的環(huán)境因素以及其中一些不能可靠地重復(fù) 運(yùn)動(dòng)賦予觸擊傳感器難以使用的名聲。來(lái)自本領(lǐng)域的初始數(shù)據(jù)表明很多人不定期地在他們 購(gòu)買的設(shè)備中使用觸擊傳感器并選擇恢復(fù)使用密碼。在捕獲的圖像和重構(gòu)的圖像之間的匹 配過程中嘗試獲得最佳的精確性和性能的質(zhì)量控制工程師發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤拒絕率（FRR)和錯(cuò)誤 接受率（FAR)的數(shù)量在觸擊傳感器中比在放置傳感器中高得多。試圖改善這些失敗的重構(gòu) 算法以產(chǎn)生對(duì)放置傳感器同等的統(tǒng)計(jì)性能。
[0019] 已經(jīng)嘗試了在設(shè)備上占用更少空間的傳感器的開發(fā)，但沒有很大成功。各種斜面、 勢(shì)阱（well)和手指導(dǎo)向器必須被結(jié)合到主機(jī)設(shè)備的表面中以幫助用戶進(jìn)行手指放置和觸 擊。除了實(shí)際的傳感器區(qū)域外，這些結(jié)構(gòu)最終消耗相當(dāng)大的空間。最后，觸擊傳感器最終占 用和放置傳感器幾乎一樣大的空間。對(duì)于完整尺寸的筆記本電腦來(lái)說(shuō)這并不成大問題，但 是對(duì)于較小的筆記本電腦和上網(wǎng)本、移動(dòng)電話、PDA和其它小的設(shè)備（例如智能鑰匙）來(lái)說(shuō) 是目前實(shí)質(zhì)的問題。
[0020] 隨著移動(dòng)設(shè)備制造商現(xiàn)在需要將指紋傳感器也用作操控設(shè)備，如鼠標(biāo)或觸摸板在 筆記本電腦中所做的一樣，基板面問題變成更加重要的問題。由于觸擊傳感器是用不對(duì)稱 的像素陣列構(gòu)造而成這個(gè)事實(shí)，它們被證明是鼠標(biāo)或觸摸板的較差的替代物。觸擊傳感器 在檢測(cè)手指觸擊的垂直軸線上的運(yùn)動(dòng)方面做得更好，但很難精確地跟蹤側(cè)向運(yùn)動(dòng)。更難感 測(cè)偏離軸線的角運(yùn)動(dòng)，并且需要大量的處理器資源以相對(duì)于傳感器線路插入該運(yùn)動(dòng)，并且 常常難以分解大的角度。所有這些的副產(chǎn)物是非流體的且難于使用的運(yùn)動(dòng)。
[0021] 很明顯，低成本二維指紋傳感器陣列將滿足市場(chǎng)需求，但現(xiàn)有技術(shù)還無(wú)法滿足該 需求。常規(guī)的電容指紋傳感器通常使用不同的電極結(jié)構(gòu)以形成感測(cè)像素陣列。這些電極結(jié) 構(gòu)通常是方形的或圓形的，并且可以被配置成平行板配置（例如第5, 325, 442和5, 963, 679 號(hào)美國(guó)專利）或共面配置（例如第6, 011，859號(hào)和第7, 099, 496號(hào)美國(guó)專利）。
[0022] 這些現(xiàn)有技術(shù)方法不能被配置為低成本的感測(cè)元件的二維陣列。許多電容指紋傳 感器（例如第5, 963, 679號(hào)和第6, 011，859號(hào)美國(guó)專利）具有板結(jié)構(gòu)，這些板結(jié)構(gòu)必須連 接到具有互聯(lián)密度的驅(qū)動(dòng)電子器件和感測(cè)電子器件，不同于使用硅芯片的細(xì)線多層布線能 力，互連密度對(duì)于實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō)是不實(shí)際的，并且因此需要大量的如之前所述的昂貴的硅管芯。 其它傳感器（例如第7, 099, 496號(hào)美國(guó)專利）在便宜的聚合物膜上使用片外感測(cè)元件，但 是傳感器單元架構(gòu)本身是一維的，并且不能被擴(kuò)展成二維矩陣。
[0023] 電容感測(cè)陣列的另一個(gè)應(yīng)用是在觸摸板和觸摸屏的領(lǐng)域中。因?yàn)橛|摸板設(shè)備和觸 摸屏設(shè)備包括驅(qū)動(dòng)跡線和感測(cè)跡線陣列和不同的感測(cè)電極，所以它們的分辨率不能低于幾 百微米，使得該技術(shù)不適于具體的成像應(yīng)用。這些設(shè)備能夠檢測(cè)手指的接觸或靠近，但它們 既不提供需要檢測(cè)精細(xì)特征（例如凸起或凹陷）的正被感測(cè)的物體的主體內(nèi)的空間分辨率 也不提供需要檢測(cè)精細(xì)特征（例如凸起或凹陷）的正被感測(cè)的物體的主體內(nèi)的灰度級(jí)分辨 率。
[0024] 觸摸板領(lǐng)域中的常規(guī)技術(shù)導(dǎo)電性地（例如第5, 495, 077號(hào)美國(guó)專利）或電容性地 (例如美國(guó)公開2006/0097991)利用一系列的電極。。這一系列的電極通常被耦合到驅(qū)動(dòng)和 感測(cè)跡線。在操作中，這些設(shè)備產(chǎn)生規(guī)模比互連跡線本身大得多的像素。通常的目的是感 測(cè)物體的存在和運(yùn)動(dòng)，使用戶能夠操控光標(biāo)以選擇在屏幕上的物體，或移動(dòng)屏幕上示出的 頁(yè)面。因此，這些設(shè)備在感測(cè)鄰近的物體時(shí)以低分辨率運(yùn)行。
[0025] 因此，該技術(shù)領(lǐng)域需要改進(jìn)的設(shè)備，這些改進(jìn)的設(shè)備可以提供在不同的應(yīng)用（例 如諸如指紋感測(cè)和驗(yàn)證）中使用的高質(zhì)量和精確性的放置傳感器，并且它們還可以用作各 種應(yīng)用中的操控設(shè)備，例如鼠標(biāo)或觸摸板等。如將可以看出，實(shí)施例提供用極好的方式解決 這些或其它需要的這樣的設(shè)備?？紤]到移動(dòng)設(shè)備的小尺寸和功能需求，節(jié)省空間是重要的。 因此，能夠?qū)鞲衅鞯墓δ芎推渌考ɡ珉娫撮_關(guān)、選擇器開關(guān)和其它部件）的功能結(jié) 合起來(lái)也將是有用的，這樣使得多個(gè)功能對(duì)用戶可用，而不需要更多占用空間的部件。
[0026] 更進(jìn)一步，對(duì)于提供各種可選方案的觸摸傳感器的不同實(shí)施例也將是有用的，各 種可選方案用于提供在不同應(yīng)用中易于使用和可行的生物計(jì)量傳感器。
[0027] 甚至更進(jìn)一步，對(duì)于傳感器不只是作為圖像捕獲部件，還能為觀看和探索各種媒 介提供操控操作將是有用的，例如用于許多智能電話（例如由蘋果公司?生產(chǎn)的iPad?、 iPodTM、iPhone?和其它觸摸敏感設(shè)備、由三星公司?生產(chǎn)的Galaxy ?及其衍生產(chǎn)品、以及其 它類似設(shè)備）中的觸摸屏。
[0028] 附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0029] 圖1示出了顯示帶有將驅(qū)動(dòng)線路和讀取線路分開的絕緣電介質(zhì)層的驅(qū)動(dòng)板結(jié)構(gòu) 和讀取板結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0030] 圖2示出了顯示沒有物體緊密靠近帶有一個(gè)由電壓源激發(fā)的驅(qū)動(dòng)板的驅(qū)動(dòng)板結(jié) 構(gòu)和讀取板結(jié)構(gòu)的基本電場(chǎng)操作的一個(gè)實(shí)施例的基本示意圖。
[0031] 圖3示出了顯示有物體緊密靠近帶有一個(gè)由電壓源激發(fā)的驅(qū)動(dòng)板的驅(qū)動(dòng)板結(jié)構(gòu) 和讀取板結(jié)構(gòu)的基本電場(chǎng)操作的一個(gè)實(shí)施例的基本示意圖。
[0032] 圖4示出了顯示有物體緊密靠近帶有一個(gè)由電壓源激發(fā)的驅(qū)動(dòng)板的驅(qū)動(dòng)板和讀 取板結(jié)構(gòu)和沒有物體緊密靠近帶有一個(gè)由電壓源激發(fā)的驅(qū)動(dòng)板的驅(qū)動(dòng)板和讀取板結(jié)構(gòu)的 電場(chǎng)密度差異的傳感器的一個(gè)實(shí)施例的基本示意圖。
[0033] 圖5示出了顯示有物體緊密靠近所選擇的讀取板被放大且所有無(wú)源驅(qū)動(dòng)板和讀 取板接地的驅(qū)動(dòng)板結(jié)構(gòu)和讀取板結(jié)構(gòu)的基本電場(chǎng)操作的一個(gè)實(shí)施例的基本示意圖。
[0034] 圖6a示出了顯示在包含凸起表面特征的手指或者物體緊密靠近有源電極對(duì)的情 況下的基本電場(chǎng)操作的一個(gè)實(shí)施例的基本示意圖。
[0035] 圖6b示出了顯示在包含凹陷表面特征的手指或者物體緊密靠近有源電極對(duì)的情 況下的基本電場(chǎng)操作的一個(gè)實(shí)施例的基本示意圖。
[0036] 圖7示出了由表示在每個(gè)驅(qū)動(dòng)/讀取交叉處的傳感器的電場(chǎng)耦合的集總電路部件 描繪的的板行和列的x-y網(wǎng)格的示意圖。
[0037] 圖8示出了為了噪聲減小目的使用差分放大器從所選擇的讀取板獲得信號(hào)并從 參考信號(hào)板中將其減去的放置傳感器的實(shí)施例的實(shí)例。
[0038] 圖9a示出了包含對(duì)輸入負(fù)載效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膬?chǔ)能電路的實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)和感測(cè)多 路復(fù)用電路。
[0039] 圖9b示出了包含使輸入負(fù)載效應(yīng)最小化的級(jí)聯(lián)緩沖器的實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)和感測(cè)多 路復(fù)用電路。
[0040] 圖9c示出了包含使負(fù)載效應(yīng)最小化的用于每次感測(cè)的專用緩沖器的實(shí)施例的驅(qū) 動(dòng)和感測(cè)多路復(fù)用電路。
[0041] 圖10示出了包含處理所感測(cè)的信號(hào)的模擬接收器以及執(zhí)行驅(qū)動(dòng)和感測(cè)線路掃描 功能的處理電路的實(shí)施例。
[0042] 圖11示出了包含處理所感測(cè)的信號(hào)的直接數(shù)字轉(zhuǎn)換接收器以及執(zhí)行驅(qū)動(dòng)和感測(cè) 線路掃描功能的處理電路的實(shí)施例。
[0043] 圖12A示出了用于包含在折疊之前被展開平放的實(shí)施例的折疊方面的實(shí)施例的 驅(qū)動(dòng)跡線和感測(cè)跡線的布局的一個(gè)實(shí)例。
[0044] 圖12B示出了用于包含在折疊之前被展開平放的實(shí)施例的折疊方面的實(shí)施例的 驅(qū)動(dòng)跡線和感測(cè)跡線的布局的一個(gè)實(shí)例。
[0045] 圖13a示出了包含在折疊之后的折疊方面的一個(gè)實(shí)施例的層堆疊。
[0046] 圖13b示出了包含在折疊和組裝到剛性模塊中之后的折疊方面的實(shí)施例。
[0047] 圖14示出了根據(jù)用于感測(cè)物體的特征的目的實(shí)施例進(jìn)行配置的傳感器系統(tǒng)。
[0048] 圖15示出了指紋特征的感測(cè)的實(shí)例。
[0049] 圖16示出了利用根據(jù)一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行配置的傳感器系統(tǒng)采集二維圖像所需的工 藝流程步驟。
[0050] 圖17a示出了利用根據(jù)一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行配置的指紋傳感器系統(tǒng)驗(yàn)證用戶所需的 工藝流程步驟。
[0051] 圖17b示出了從通常用于用戶驗(yàn)證應(yīng)用中的指紋圖像進(jìn)行模板提取的過程。
[0052] 圖18A-18D示出了具有允許用戶接觸指紋傳感器并同時(shí)啟動(dòng)開關(guān)的集成開關(guān)的 指紋傳感器系統(tǒng)的實(shí)例。
[0053] 圖19A-J示出了具有允許用戶接觸指紋傳感器并同時(shí)啟動(dòng)開關(guān)的集成開關(guān)、在該 實(shí)例中的圓頂開關(guān)的指紋傳感器系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)例。
[0054] 圖20示出了與指紋傳感器形成在相同的基板上的開關(guān)的實(shí)施例的俯視圖。
[0055] 圖21A和B是顯示了圖20中所示的嵌入式開關(guān)的操作的詳細(xì)視圖。
[0056] 圖22-26示出了本發(fā)明的其它實(shí)施例。
[0057] 圖27-29示出了一種直接將折疊柔性指紋傳感器集成在觸摸屏設(shè)備上的方法。
[0058] 圖30-32示出了被集成到與常規(guī)的觸摸屏相同的基板層上的指紋傳感器。
[0059] 圖33和34示出了一種新穎的"雙網(wǎng)格"觸摸屏。
[0060] 圖35-37示出了完整集成的雙網(wǎng)格觸摸屏和指紋傳感器，其有利地共享一個(gè)公共 的驅(qū)動(dòng)電路和感測(cè)電路。
[0061] 圖38-40示出了在整個(gè)顯示區(qū)域上方具有集成觸摸屏和指紋傳感器的完整集成 的顯示器。
[0062] 圖41-50示出了雙網(wǎng)格手指運(yùn)動(dòng)跟蹤過程是如何運(yùn)行的。
[0063] 圖51示出了集成有觸摸屏的柔性指紋傳感器。
[0064] 圖52示出了與觸摸屏共享基板層的指紋傳感器的實(shí)施例。
[0065] 圖53示出了在利用公共控制器芯片的公共基板層上實(shí)現(xiàn)的傳感器和觸摸屏。
[0066] 詳細(xì)說(shuō)明
[0067] 如在背景中所討論的，二維阻抗傳感器有許多應(yīng)用，并且本文所述的實(shí)施例對(duì)許 多應(yīng)用的現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷提供了廣泛的解決方案。發(fā)現(xiàn)下面的技術(shù)可應(yīng)用于許多不同的 傳感器特征，這許多不同的傳感器特征用于許多類型的產(chǎn)品，包括移動(dòng)電話、智能電話、翻 蓋電話、平板計(jì)算機(jī)（例如Apple?的iPads ?設(shè)備和Samsung ?的Galaxy ?設(shè)備）、進(jìn)入點(diǎn) 設(shè)備（例如門把手）、圍欄、藥柜、汽車，以及可能被鎖定并需要驗(yàn)證以訪問的大多數(shù)的任何 設(shè)備、場(chǎng)所或事物。
[0068] 通常，一個(gè)實(shí)施例涉及一種二維傳感器，并且也可被稱為放置傳感器、觸摸傳感 器、區(qū)域傳感器或2D傳感器，其中感測(cè)物體的實(shí)際區(qū)域（例如用戶的指紋），而不是感測(cè)如 可以或不可以產(chǎn)生適用于識(shí)別的特征樣本的