[发明专利]电容式指纹感测装置及用于使用感测装置捕获指纹的方法

权利要求书

1.一种用于感测手指的指纹图案的电容式指纹感测装置，所述电容式指纹感测装置包括：

保护性介电顶层，其具有形成要由所述手指触摸的感测表面的外表面；

至少一个导电感测结构，其被布置在所述顶层下方；

读出电路系统，其耦接至所述至少一个导电感测结构以接收基于所述手指与相应的感测结构之间的电容式耦合指示所述手指与所述感测结构之间的距离的感测信号，所述读出电路系统进一步被配置成使用所述电容式指纹感测装置来捕获指纹图像；以及

多个可单独控制的电声换能器，其被布置在所述顶层下方，以及被配置成产生聚焦超声波束并穿过所述保护性介电顶层朝向所述感测表面发送所述超声波束，以在被放置成在所述聚焦超声波束的位置处与所述感测表面接触的手指的脊部中感应超声振动电位。

2.根据权利要求1所述的电容式指纹感测装置，其中，所述聚焦超声波束在所述感测表面处的直径小于200μm。

3.根据权利要求1所述的电容式指纹感测装置，其中，所述多个可单独控制的电声换能器中的每一个的表面积小于所述至少一个感测结构的表面积。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的电容式指纹感测装置，其中，所述多个可单独控制的电声换能器被配置成二维阵列。

5.根据权利要求4所述的电容式指纹感测装置，其中，所述可单独控制的电声换能器的阵列为相位阵列。

6.根据权利要求5所述的电容式指纹感测装置，其中，所述相位阵列被配置成提供在所述感测表面的平面中具有焦点的聚焦超声波束。

7.根据权利要求5或6所述的电容式指纹感测装置，其中，所述相位阵列被配置成在与所述至少一个导电感测结构的区域相对应的区域上对所述焦点的位置进行控制。

8.根据权利要求7所述的电容式指纹感测装置，其中，所述相位阵列被配置成使用与所述聚焦超声波束在所述焦点处的尺寸对应的步进尺寸在感测区域上扫描所述聚焦超声波束。

9.根据权利要求1至3中的任一项所述的电容式指纹感测装置，还包括声学波导层，其被布置在所述多个可单独控制的电声换能器和所述感测装置的所述感测表面之间，所述波导层包括多个声学波导，每个声学波导被配置成朝向所述感测表面引导超声波束。

10.根据权利要求9所述的电容式指纹感测装置，每个声学波导包括具有第一声学阻抗的核心和具有与所述第一声学阻抗不同的第二声学阻抗的包覆层。

11.根据权利要求10所述的电容式指纹感测装置，其中，所述第一声学阻抗和所述第二声学阻抗之间的关系使得在所述波导的所述核心中传播的超声波经历全内反射。

12.根据权利要求10或11所述的电容式指纹感测装置，其中，所述波导核心的尺寸对应于所述电声换能器的尺寸。

13.根据权利要求9至12中的任一项所述的电容式指纹感测装置，其中，所述声学波导层被布置成邻近所述多个可单独控制的电声换能器。

14.根据权利要求9至12中的任一项所述的电容式指纹感测装置，其中，所述声学波导层形成所述保护性介电顶层。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的电容式指纹感测装置，包括分辨率小于或等于由电声换能器的阵列提供的超声波束的分辨率的导电感测结构的二维阵列。

16.根据权利要求1至14中的任一项所述的电容式指纹感测装置，包括单个导电板形式的导电感测结构，所述单个导电板具有限定所述感测装置的总感测区域的面积。