一种超声传感器、传感器模组和电子设备的制作方法

本申请涉及生物识别，具体而言，涉及一种超声传感器、传感器模组和电子设备。

背景技术：

1、超声波指纹识别技术因其能够穿透皮肤表层、对干湿手指适应性好以及较高的安全性，已成为移动设备生物识别领域的重要方向。典型的超声波指纹传感器包括一个由大量压电像素（例如基于pvdf或其复合材料）组成的二维阵列。工作时，超声波指纹传感器通过压电效应发射超声波，超声波被指纹的脊和谷反射后，由超声波指纹传感器接收并转换为目标物识别信号，进而重建出指纹图像。

2、尽管具有上述优势，现有的超声波指纹传感器在实际应用中仍存在一个显著的技术缺陷：二维阵列的边缘区域的压电像素所采集到的信号强度弱于中心区域，容易造成重建的指纹图像边缘部分模糊，影响指纹识别的整体准确率和可靠性。

技术实现思路

1、本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种超声传感器、传感器模组和电子设备。

2、为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

3、本申请实施例的一方面，提供一种超声传感器，包括：基底，基底包括采集区和位于采集区外围的非采集区；在基底的采集区上设置有压电像素阵列；在基底的非采集区上设置有压电辅助结构；压电像素阵列处于接收状态时，配置为接收回波信号并输出目标物识别信号，其中，回波信号包括由压电像素阵列和压电辅助结构发出且经目标物返回的超声波信号。

4、可选地，在压电像素阵列处于接收状态时，压电辅助结构处于非接收状态并配置为不接收回波信号。

5、可选地，压电辅助结构经辅助开关连接固定参考电位；辅助开关接通固定参考电位，以使压电辅助结构处于非接收状态。

6、可选地，固定参考电位为地电位。

7、可选地，压电辅助结构包括层叠的下电极、辅助压电层和上电极；下电极和上电极中的一者接收驱动信号时，压电辅助结构发出超声波信号；下电极和上电极中的另一者经辅助开关连接固定参考电位。

8、可选地，压电辅助结构环绕压电像素阵列的周缘设置。

9、可选地，压电辅助结构沿压电像素阵列的周缘方向划分为多个压电辅助单元，相邻压电辅助单元中的上单元电极间隔设置和/或下单元电极间隔设置。

10、可选地，压电像素阵列与压电辅助结构连续或间隔设置。

11、可选地，当压电像素阵列与压电辅助结构间隔设置时，压电像素阵列的像素压电层和压电辅助结构的辅助压电层间隔，且在压电像素阵列的像素压电层和压电辅助结构的辅助压电层间隔处填充声阻抗匹配层。

12、可选地，超声传感器还包括电路结构，电路结构包括：驱动电路，驱动电路分别与压电像素阵列和压电辅助结构电连接；接收电路，接收电路与压电像素阵列电连接且与压电辅助结构断开连接，接收电路配置为接收目标物识别信号。

13、可选地，当压电辅助结构沿压电像素阵列的周缘方向划分为多个压电辅助单元时，驱动电路输出至少两个不同的驱动信号至多个压电辅助单元。

14、可选地，驱动电路包括第一电路和第二电路，第一电路与压电像素阵列驱动连接，第二电路与压电辅助结构驱动连接。

15、可选地，第一电路输出第一驱动信号至压电像素阵列，第二电路输出第二驱动信号至压电辅助结构，其中，第一驱动信号与第二驱动信号的信号幅度、脉冲宽度和/或延时不同。

16、可选地，电路结构位于基底，在基底的厚度方向上，压电辅助结构的正投影与电路结构的正投影至少部分交叠。

17、本申请实施例的另一方面，提供一种传感器模组，包括控制芯片以及上述任一种的超声传感器，控制芯片设置于超声传感器的基底上，且与超声传感器中的压电像素阵列和/或压电辅助结构电连接。

18、本申请实施例的再一方面，提供一种电子设备，包括：设备主体和采集装置，采集装置设置于设备主体，并配置为朝向设备主体的超声识别区发射超声波信号和接收经超声识别区内目标物返回的回波信号；采集装置为上述任一种的超声传感器或者传感器模组。

19、可选地，设备主体包括显示屏，显示屏具有超声识别区，采集装置设置在显示屏的下方。

20、本申请的有益效果包括：

21、本申请提供了一种超声传感器、传感器模组和电子设备，增加压电辅助结构，从而增强超声传感器的发声强度，使得更多的超声波朝向目标物发出。同时，基于非采集区和采集区的位置关系，压电辅助结构能够分布在压电像素阵列的旁侧，这样压电辅助结构就能够从压电像素阵列旁边以及靠近其边缘的位置发出超声波，结合压电像素阵列中边缘位置的压电像素发出的超声波，能够增强压电像素阵列边缘位置的发声强度，使得该位置有更多的超声波经目标物反射后形成更多的回波信号，有助于提升压电像素阵列边缘位置的信号接收强度，使得图像边缘位置更加清晰，为准确且可靠的识别目标物提供更好的基础。

1.一种超声传感器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的超声传感器，其特征在于，在所述压电像素阵列处于所述接收状态时，所述压电辅助结构处于非接收状态并配置为不接收所述回波信号。

3.如权利要求2所述的超声传感器，其特征在于，所述压电辅助结构经辅助开关连接固定参考电位；所述辅助开关接通所述固定参考电位，以使所述压电辅助结构处于非接收状态。

4.如权利要求3所述的超声传感器，其特征在于，所述固定参考电位为地电位。

5.如权利要求3所述的超声传感器，其特征在于，所述压电辅助结构包括层叠的下电极、辅助压电层和上电极；所述下电极和所述上电极中的一者接收驱动信号时，所述压电辅助结构发出超声波信号；所述下电极和所述上电极中的另一者经所述辅助开关连接所述固定参考电位。

6.如权利要求1所述的超声传感器，其特征在于，所述压电辅助结构环绕所述压电像素阵列的周缘设置。

7.如权利要求6所述的超声传感器，其特征在于，所述压电辅助结构沿所述压电像素阵列的周缘方向划分为多个压电辅助单元，相邻所述压电辅助单元中的上单元电极间隔设置和/或下单元电极间隔设置。

8.如权利要求1所述的超声传感器，其特征在于，所述压电像素阵列与所述压电辅助结构连续或间隔设置。

9.如权利要求8所述的超声传感器，其特征在于，当所述压电像素阵列与所述压电辅助结构间隔设置时，所述压电像素阵列的像素压电层和所述压电辅助结构的辅助压电层间隔，且在所述压电像素阵列的像素压电层和所述压电辅助结构的辅助压电层间隔处填充声阻抗匹配层。

10.如权利要求1至9任一项所述的超声传感器，其特征在于，所述超声传感器还包括电路结构，所述电路结构包括：

11.如权利要求10所述的超声传感器，其特征在于，当所述压电辅助结构沿所述压电像素阵列的周缘方向划分为多个压电辅助单元时，所述驱动电路输出至少两个不同的驱动信号至所述多个压电辅助单元。

12.如权利要求10所述的超声传感器，其特征在于，所述驱动电路包括第一电路和第二电路，所述第一电路与所述压电像素阵列驱动连接，所述第二电路与所述压电辅助结构驱动连接。

13.如权利要求12所述的超声传感器，其特征在于，所述第一电路输出第一驱动信号至所述压电像素阵列，所述第二电路输出第二驱动信号至所述压电辅助结构，其中，所述第一驱动信号与所述第二驱动信号的信号幅度、脉冲宽度和/或延时不同。

14.如权利要求10所述的超声传感器，其特征在于，所述电路结构位于所述基底，在所述基底的厚度方向上，所述压电辅助结构的正投影与所述电路结构的正投影至少部分交叠。

15.一种传感器模组，其特征在于，包括控制芯片以及如权利要求1至14任一项所述的超声传感器，所述控制芯片设置于所述超声传感器的基底上，且与所述超声传感器中的压电像素阵列和/或压电辅助结构电连接。

16.一种电子设备，其特征在于，包括：

17.如权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述设备主体包括显示屏，所述显示屏具有所述超声识别区，所述采集装置设置在所述显示屏的下方。