CN209803816U - 电容式传感器和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电容式传感器和电子设备。所述电容式传感器包括衬底、多个第一传感电极、和多个第二传感电极。所述多个第一传感电极形成在所述衬底上，用于以电容方式耦合至目标物体的指纹。所述多个第二传感电极形成在所述衬底上，用于以电容方式耦合至目标物体的汗孔，其中，所述多个第二传感电极的尺寸小于所述多个第一传感电极的尺寸。所述电子设备包括所述电容式传感器。

Description

电容式传感器和电子设备

技术领域

本实用新型涉及生物特征传感技术领域，尤其涉及一种能够检测活体的电容式传感器以及电子设备。

背景技术

目前，指纹传感器已逐渐成为电子设备的标配。请参阅图1，图1为现有技术指纹传感器的传感阵列的结构示意图。所述电容式传感器1包括基板10和形成在基板10上的传感阵列11。所述传感阵列11包括多个感测电极13。所述多个感测电极13用于以电容方式耦合至目标物体的指纹。可见，所述多个感测电极13的尺寸相同，且尺寸相对较大。例如，所述传感阵列10的分辨率是500dpi。所述感测电极13的尺寸越大，捕获的信号量也越大，信噪比也越好，但是只能用来采集指纹的脊谷信息，而无法捕获到汗孔等这些更细微的生物特征信息。

相应地，用户利用假的手指指模是能够骗过现有的电容式指纹传感器1，这对使用者而言是较大的安全隐患。因此，提供一种能够检测活体的电容式传感器实为必须。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种能够检测活体的电容式传感器和电子设备。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电容式传感器，包括：

衬底；

多个第一传感电极，形成在所述衬底上，用于以电容方式耦合至目标物体的指纹；

多个第二传感电极，形成在所述衬底上，用于以电容方式耦合至目标物体的汗孔，其中，所述多个第二传感电极的尺寸小于所述多个第一传感电极的尺寸。

可选地，所述多个第二传感电极还进一步以电容方式耦合至目标物体的指纹。

可选地，所述多个第一传感电极围绕所述多个第二传感电极设置。

可选地，所述多个第二传感电极呈阵列排布，所述多个第一传感电极围绕所述阵列排布。

可选地，所述多个第二传感电极位于所述衬底上的中部区域。

可选地，所述多个第二传感电极的分辨率为所述多个第一传感电极的分辨率的一半，或，所述多个第二传感电极的尺寸是所述多个第一传感电极的尺寸的一半。

可选地，所述衬底为硅衬底。

可选地，所述电容式传感器进一步包括驱动电路，所述驱动电路与所述多个第一传感电极和所述多个第二传感电极分别连接，所述驱动电路用于提供驱动信号给所述多个第一传感电极和所述多个第二传感电极，并接收来自所述多个第一传感电极输出的第一感测信号和来自所述多个第二传感电极输出的第二感测信号。

可选地，所述电容式传感器进一步包括处理电路，所述处理电路连接所述驱动电路，用于根据所述第一感测信号获取目标物体的指纹信息，以及根据所述第二感测信号获取目标物体的汗孔信息。

可选地，所述处理电路根据所述汗孔信息判断接触所述电容式传感器的目标物体是否为活体。

可选地，当所述处理电路判断所述目标物体为活体时，进一步确认所述电容式传感器所感测到的指纹信息是否与预存的指纹信息相匹配。

可选地，所述电容式传感器先执行活体感测，当判断所述目标物体为活体时，再启动指纹感测；或者，所述电容式传感器同时执行活体与指纹感测。

可选地，所述多个第二传感电极呈第一阵列排布，所述多个第一传感电极呈第二阵列排布，所述第一阵列的分辨率为1000dpi，所述第二阵列的分辨率为500dpi。

可选地，所述多个第二传感电极呈多个第一阵列排布，所述多个第一阵列之间设置有所述第一传感电极。

本实用新型还提供一种电子设备，包括上述中任意一项所述的电容式传感器。

由于本申请的电容式传感器进一步包括尺寸小于所述多个第一传感电极的多个第二传感电极，所述多个第二传感电极用于以电容方式耦合到目标的汗孔，因此，所述电容式传感器可以进一步感测目标物体的汗孔等微小生物特征信息。由于假的手指指模并不具备汗孔信息，如此，所述电容式传感器能够感测活体。

相应地，具有所述电容式传感器的电子设备的安全性较高。

尽管公开了多个实施例，包括其变化，但是通过示出并描述了本实用新型公开的说明性实施例的下列详细描述，本实用新型公开的其他实施例将对所属领域的技术人员显而易见。将认识到，本实用新型公开能够在各种显而易见的方面修改，所有修改都不会偏离本实用新型的精神和范围。相应地，附图和详细描述本质上应被视为说明性的，而不是限制性的。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的特征及优点将变得更加明显。

图1为现有技术的指纹传感器的传感阵列的结构示意图。

图2为本实用新型电容式传感器的传感阵列的一实施方式的结构示意图。

图3为本实用新型电容式传感器的传感阵列的另一实施方式的结构示意图。

图4为本实用新型电容式传感器的电路框图。

图5为本实用新型的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。为了方便或清楚，可能夸大、省略或示意地示出在附图中所示的每层的厚度和大小、以及示意地示出相关元件的数量。另外，元件的大小不完全反映实际大小，以及相关元件的数量不完全反应实际数量。

此外，所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的结构、组元等，也可以实践本实用新型的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本实用新型。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用户解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定的方法、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

进一步地，在本实用新型的描述中，需要理解的是：“多个”包括两个和两个以上，除非本实用新型另有明确具体的限定。另外，各元件名称以及信号名称中出现的“第一”、“第二”、“第三”等词语并不是限定元件或信号出现的先后顺序，而是为方便元件命名，清楚区分各元件，使得描述更简洁。

请参阅图2，图2为本实用新型电容式传感器的传感阵列的一实施方式的结构示意图。所述电容式传感器4包括衬底20和形成在所述衬底20上的传感阵列21。所述传感阵列21包括多个第一传感电极22和多个第二传感电极24。所述多个第一传感电极22形成在所述衬底20上，用于以电容方式耦合至目标物体的汗孔。所述多个第二传感电极24形成在所述衬底20上，用于以电容方式耦合至目标物体的汗孔。其中，所述多个第二传感电极24的尺寸小于所述多个第一传感电极22的尺寸。所述目标物体例如为人体等。

所述多个第二传感电极24还进一步以电容方式耦合至目标物体的指纹。

在本实施方式中，所述多个第一传感电极22围绕所述多个第二传感电极24设置。较佳地，所述多个第二传感电极24呈第一阵列排布，所述多个第一传感电极22围绕所述第一阵列排布。

进一步地，所述多个第一传感电极22例如呈第二阵列排布。所述第一阵列位于所述第二阵列之中。例如，所述多个第二传感电极24位于所述衬底20上的中部区域。

在本实施方式中，所述多个第二传感电极24的分辨率为所述多个第一传感电极22的分辨率的一半，或，所述多个第二传感电极24的尺寸是所述多个第一传感电极22的尺寸的一半。

由于所述第二传感电极24的尺寸较小，因此，第二传感电极24能够进一步与汗孔等微小生物特征结构进行电容耦合。

可选地，所述第一阵列的分辨率为1000dpi，所述第二阵列的分辨率为500dpi。

所述衬底20例如但不局限为硅衬底。

请参阅图3，图3为本实用新型电容式传感器的传感阵列的另一实施方式的结构示意图。所述电容式传感器4的传感阵列31与所述电容式传感器的传感阵列21的结构大致相同，二者的主要区别在于：所述电容式传感器4的多个第二传感电极34呈多个第一阵列排布，所述多个第一阵列之间设置有所述第一传感电极32。

由于所述电容式传感器的传感阵列31包括间隔设置的多个第一阵列，因此，所述电容式传感器4的传感阵列31能够更精确地感测目标物体的汗孔等生物特征信息。

然，可变更地，除本申请列出的上述实施方式的各传感阵列2、3，本申请的电容式传感器的传感阵列也可为其它的排列结构，只要传感阵列上包括尺寸小于第一传感电极的第二传感电极，且用于与汗孔进行电容耦合的技术思想均应落在本申请的保护范围。

请参阅图4，图4为本实用新型电容式传感器的电路框图。所述电容式传感器4包括传感阵列和驱动电路40。所述传感阵列例如为上述传感阵列21或传感阵列31。下面以传感阵列31为例进行说明。所述驱动电路40与所述多个第一传感电极32和所述多个第二传感电极34分别连接，所述驱动电路40用于提供驱动信号给所述多个第一传感电极32和所述多个第二传感电极34，并接收来自所述多个第一传感电极32输出的第一感测信号和来自所述多个第二传感电极34输出的第二感测信号。

需要说明的是，在图4中，仅示出了驱动电路与部分第一传感电极32和部分第二传感电极34的连接关系，然，其余的第一传感电极32和第二传感电极34与驱动电路40之间的连接关系与图4示出的连接关系相似，均是每一第一传感电极32和每一第二传感电极34和所述驱动电路40分别连接。

较佳地，在本实施方式中，所述驱动电路40用于驱动所述多个第一传感电极32和所述多个第二传感电极34执行自电容感测。

所述电容式传感器4进一步包括处理电路42，所述处理电路42连接所述驱动电路40，用于根据所述第一感测信号获取目标物体的指纹信息，以及根据所述第二感测信号获取目标物体的汗孔信息。

由于假体例如指纹膜一般不具有汗孔信息，而活体具有汗孔信息，如此，所述处理电路42根据所述汗孔信息判断接触所述电容式传感器4的目标物体是否为活体。

所述电容式传感器包括存储电路(图未示)，所述存储电路用于预存指纹信息。当所述处理电路42判断所述目标物体为活体时，进一步确认所述电容式传感器4所感测到的指纹信息是否与预存的指纹信息相匹配。当所述电容式传感器4所感测到的指纹信息是否与预存的指纹信息相匹配时，则可确定所述目标物体为鉴权人或真的使用者。

在一些事实方式中，所述电容式传感器4例如先执行活体感测，当判断所述目标物体为活体时，再启动指纹感测。如此可以节省功耗。然，在另外一些事实方式中，可变更地，所述电容式传感器4例如同时执行活体与指纹感测。如此，也是可行的。

请参阅图5，图5为本申请的电子设备的一实施方式的结构示意图。所述电子设备100例如为移动终端、可携带式电子产品、车载式电子产品、智能家居产品等各种合适的产品。下面以所述电子设备100为手机为例进行说明。

手机100包括电容式传感器4。所述电容式传感器4用于感测指纹以及汗孔信息。所述手机100根据所述电容式传感器4所感测到的汗孔信息判断得知目标物体为活体时，并判断检测到的指纹信息为预设的目标物体的指纹信息时，所述手机则执行解锁、或者支付等功能。相应地，所述手机100的安全性较高。

尽管是参考各实施例来描述本实用新型公开，但是可以理解，这些实施例是说明性的，并且本实用新型的范围不仅限于它们。许多变化、修改、添加、以及改进都是可能的。更一般而言，根据本实用新型公开的各实施例是在特定实施例的上下文中描述的。功能可以在本实用新型公开的各实施例中在过程中以不同的方式分离或组合，或利用不同的术语来描述。这些及其他变化、修改、添加、以及改进可以在如随后的权利要求书所定义的本实用新型公开的范围内。

Claims (12)

1.一种电容式传感器，其特征在于：包括：

衬底；

多个第一传感电极，形成在所述衬底上，用于以电容方式耦合至目标物体的指纹；多个第二传感电极，形成在所述衬底上，用于以电容方式耦合至目标物体的汗孔，其中，所述多个第二传感电极的尺寸小于所述多个第一传感电极的尺寸。

2.如权利要求1所述的电容式传感器，其特征在于：所述多个第二传感电极还进一步用于以电容方式耦合至目标物体的指纹。

3.如权利要求1所述的电容式传感器，其特征在于：所述多个第一传感电极围绕所述多个第二传感电极设置。

4.如权利要求3所述的电容式传感器，其特征在于：所述多个第二传感电极呈第一阵列排布，所述多个第一传感电极围绕所述第一阵列排布。

5.如权利要求4所述的电容式传感器，其特征在于：所述多个第二传感电极位于所述衬底上的中部区域。

6.如权利要求1所述的电容式传感器，其特征在于：所述多个第二传感电极的分辨率为所述多个第一传感电极的分辨率的一半，或，所述多个第二传感电极的尺寸是所述多个第一传感电极的尺寸的一半。

7.如权利要求1所述的电容式传感器，其特征在于：所述衬底为硅衬底。

8.如权利要求1-7中任意一项所述的电容式传感器，其特征在于：所述电容式传感器进一步包括驱动电路，所述驱动电路与所述多个第一传感电极和所述多个第二传感电极分别连接，所述驱动电路用于提供驱动信号给所述多个第一传感电极和所述多个第二传感电极，并接收来自所述多个第一传感电极输出的第一感测信号和来自所述多个第二传感电极输出的第二感测信号。

9.如权利要求8所述的电容式传感器，其特征在于：所述电容式传感器进一步包括处理电路，所述处理电路连接所述驱动电路，用于根据所述第一感测信号获取目标物体的指纹信息，以及根据所述第二感测信号获取目标物体的汗孔信息。

10.如权利要求1所述的电容式传感器，其特征在于：所述多个第二传感电极呈第一阵列排布，所述多个第一传感电极呈第二阵列排布，所述第一阵列的分辨率为1000dpi，所述第二阵列的分辨率为500dpi。

11.如权利要求4所述的电容式传感器，其特征在于：所述多个第二传感电极呈多个第一阵列排布，所述多个第一阵列之间设置有所述第一传感电极。

12.一种电子设备，其特征在于：包括如权利要求1-11中任意一项所述的电容式传感器。