NO336318B1 - Overflatesensor - Google Patents

Description

O VERFLATESENS OR

Den foreliggende oppfinnelsen angår en sensor til deteksjon av strukturer og egenskaper av organisk vev eller dets overflate, spesielt en fingeravtrykksensor, omfattende et valgt antall sensorelektroder på valgte posisjoner for elektrisk og mekanisk kobling til en fingeroverflate og dens vev, som har en størrelse sammenlignbar med størrelsen av struk-turene, karakteristikkene eller egenskapene til fingervevet eller overflaten.

I de senere år er biometri, og spesielt fingeravtrykksensorer, blitt vanlig for formålet å verifisere identiteten til en person, f eks ved innreisekontroll, på flyplasser samt med person-lige innretninger så som laptoper, mobiltelefoner, smarttelefoner, nettbrett osv. Dagens løsninger har fortsatt et antall ulemper. Fingeravtrykksensorer som brukes på flyplasser og ved innreisekontroll er store og for dyre for mange oppgaver, mindre sensorer funnet i bærbare innretninger er ofte silisiumbaserte løsninger med begrenset robusthet, design-fleksibilitet og utfordrende elektroniske koblinger. Tradisjonelle produksjonsteknikker for slike silisiumsensorer fører ofte til løsninger for elektroniske sammenkoblingstrekk som påvirker innretningens fysiske fingergrensesnitt. Montering i en fordypning av sensoren i en forbrukeranvendelse implementeres ofte for å avhjelpe disse manglene, men er ikke nødvendigvis den optimale løsningen både med hensyn til estetisk design og beskyttelse mot smuss og fukt. Sensorstørrelse, både volum og areal, sammen med de stive egenskapene til silisium, begrenser muligheten for å integrere fingeravtrykkinnretninger i tynne og fleksible applikasjoner, slik som smartkort, vesentlig.

En fingeravtrykksensor som kan monteres i flukt med overflateplanet til produktet den er montert i, er beskrevet i US7251351, hvor en mengde første elektroder/sensorelementer er plassert på en side av et isolerende substrat utstyrt med via-ledere gjennom substratet. Substratet kan være laget av glass, keramikk eller andre isolerende materialer. I internasjonal patentsøknad WO2011/080262 drøftes en lignende løsning basert på et fleksibelt materiale for lavkostproduksjon. En kjent fingeravtrykksensor beskrives også i US2009/0252385 og US7099496 hvor egenskapene til fingeroverflaten måles ved sin effekt på feltet mellom et antall lederender og en elektrode som forløper i avstand fra lederendene. Elektrodene kan plasseres over eller under et dielektrisk materiale. Denne løsningen har begrenset oppløsning ettersom den avhenger av det radiale randfeltet som forløper fra lederendene til den vinkel-rette drivelektroden og krever også stor nøyaktighet ved plassering av elektrodene. Et annet eksempel på kjent teknikk fremgår av US8224044 hvor kretsene er plassert på motsatt side av substratet i forhold til fingeroverflaten. Dette forenkler produksjonen, men på bekostning av oppløsning.

Det er dermed et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilby en lavkost fingeravtrykksensor med høy oppløsning realisert med veletablerte fremstillingsprosesser med høye volumer og lave kostnader. Dette oppnås med en fingeravtrykksensor som angitt over med karakteristika som beskrevet i de selvstendige patentkravene.

På denne måten oppnås en sensor hvor nøyaktigheten avhenger av ledningsbredden og lengden den forløper inn i en åpning over seg, på den andre siden av et dielektrisk lag. I en foretrukket utførelsesform forløper lederne over hele bredden av åpningen, der sensorarealet til hver ledning dermed er en direkte funksjon av ledningsbredden og åpningsbredden. Under produksjon er eksakt plassering av åpningen og ledningene ikke sensitiv, siden målingene avhenger av bredden til ledningene og åpningene, hvorved kravene til produksjonstoleranse kan reduseres, og dermed også produksjonskostnadene. Dermed kan plassering av åpningen på en side og lederne på den andre foretas med relativt store toleranser, og dermed med lave kostnader uten at oppløsningen reduseres.

I de følgende beskrivelsene, vil begrepet "deteksjon av spenning eller strøm" forstås av en fagkyndig på området som en fremgangsmåte for deteksjon og innsamling av informa-sjon om tilhørende kapasitans, impedans, elektromagnetisk felt, fingeravtrykk eller annet biometrisk, fysisk, fysiologisk, termisk eller optisk eller karakteristika eller egenskaper til vevet eller dets overflate plassert over sensorens elektroder. I tillegg forstås begrepet kobling som å omfatte både direkte galvanisk kontakt mellom to deler så vel som kapasitiv eller induktiv kobling av to deler fysisk atskilt av et dielektrisk materiale.

Sensorenheten ifølge oppfinnelsen vil bli beskrevet nedenfor med henvisning til de vedføyde tegningene, som illustrerer oppfinnelsen ved hjelp av eksempler. Figur 1 illustrerer en utførelsesform av oppfinnelsen implementert på en tynn folie. Figur 2a, 2b illustrerer én utførelsesform av oppfinnelsen som omfatter to avfølingslinjer i

to åpninger.

Figur 3a, 3b illustrerer én utførelsesform av oppfinnelsen som omfatter to avfølingslinjer i

én åpning.

Figur 4 illustrerer tverrsnittet av én utførelsesform av oppfinnelsen som omfatter avfølingslaget og åpningen realisert på samme side av substratet. Prosesseringskretsen er plassert på samme side som avfølings- og åpningslagene. Figur 5 illustrerer tverrsnittet av én utførelsesform av oppfinnelsen som omfatter avfølingslaget og åpningen realisert på samme side av substratet. Prosesseringskretsen er plassert på motsatt side som avfølings- og åpningslagene. Figur 6 illustrerer tverrsnittet av én utførelsesform av oppfinnelsen som omfatter

avfølingslaget og åpningen realisert i en laminert lagprosess.

Figur 7 illustrerer tverrsnittet av én utførelsesform av oppfinnelsen som omfatter avfølingslaget og åpningen realisert i én del av substratet. Et andre substrat er montert på den andre siden for å danne en stiv omslutning omkring prosesseringskretsen.

Som vist i figur 1, utgjøres den foretrukne utførelsesformen av en tynn folie 5 med en avfølingsregion 2 tilpasset til å frembringe elektrisk kobling til fingeren 1 som sveipes over sensoren. Avfølingsregionen 2 har fortrinnsvis en lengde sammenlignbar med bredden av fingeren over sveiperetningen. Målingene utføres fortrinnsvis på i og for seg kjent måte, ved å påtrykke en vekselspenning mellom en drivelektrode og avfølingsområdene gjennom fingeren 1. Både avfølingsområdene og drivelektroden er koblet til en ASIC tilpasset til å frembringe midler for å måle impedansen til fingeravtrykket basert på den detekterte spenningen eller strømmen og dermed i en tidssekvens frembringe en todimensjonal representasjon av mønsteret til fingeravtrykket 1. Folien kan også utstyres med grensesnittkontakter 6, f eks ved én ende av folien ved å bruke standard kontaktmidler.

Figurene 2a og 2b illustrerer detaljene ved avfølingsregionen i en foretrukket utfør-elsesform av sensorenheten, hvor figur 2a eksemplifiserer utlegget av skjermings- og ledningselektrodene, mens figur 2b eksemplifiserer tverrsnittet av sensorenheten langs retningen av de ledende ledningene. Et første antall sensorledninger 11 koblet til prosesseringsenheten i ASIC 4 er plassert på én side av et dielektrisk lag 12. På den andre siden er det plassert en skjermingselektrode 16 som definerer en langstrakt åpning 14 over sensorledningene 11. Skjermingselektroden er dekket av et første dielektrisk lag (ikke vist) som utgjør en kontaktflate for fingeren og dermed frembringer et isolerende lag mellom skjermingselektroden og fingeroverflaten. I tillegg er sensorenheten utstyrt med en drivelektrode 17 koblet til prosesseringsenheten 4 som nevnt ovenfor. Dermed forløper det resulterende elektriske feltet mellom drivelektroden 17 gjennom fingeren og åpningen til sensorledningene 11. Størrelsen av hvert sensorområde tilhørende hver sensorledning er dermed definert av lengden av ledningen 11 som er til stede i åpningen 14.

På denne måten løses problemet med innretting av de første og andre lederlagene på de forskjellige sidene av det første dielektriske laget, ettersom den eksakte plasseringen av åpningen ikke er kritisk så fremt bredden og orienteringen er godt definert og ledningene forløper over hele bredden av åpningen.

Som vist i figurene 2a og 2b, omfatter sensorenheten i dette tilfellet to sett avfølings-ledninger 11,13, hvert sett i en separat åpning, der alle er koblet til prosesseringsenheten 4. Enheten omfatter dermed to parallelle sensorregioner 14, 15, som i en sveipsensor kan brukes til å måle fingerens bevegelse over sensoren slik det er kjent fra US7110577. Antall avføl-ingsledninger og åpninger kan også økes for å frembringe en todimensjonal sensormatrise, som dermed omfatter et antall åpninger over et antall avfølingsledninger og som for eksempel bruker multipleksingsteknikker til å danne et utsignal.

Det dielektriske foliematerialet 12 i åpningene 14, 15 kan ha en redusert tykkelse eller fjernes, eller et annet materiale med valgte karakteristika kan fylles inn avhengig av de påkrevde egenskapene til sensorenheten.

Utførelsesformen i figurene 2a og 2b kan frembringes på en dielektrisk folie, f eks laget av polyimid, der hver av de to åpningene har en bredde på 130 um og er skilt av 150 um av foliemateriale. Hver ledning har en bredde på 20-50 um. Hvis sensoren lages på én side av et tykkere bærersubstrat, kan avstanden mellom avfølingsledningene og åpningen være vesentlig mindre, i området 0,1-10 um.

I figurene 3 a og 3b illustreres en forenklet utførelsesform, hvor det er frembrakt én åpning 24, der avfølingsledningene forløper en forhåndsbestemt lengde inn i åpningen, der avfølingsområdet for hver ledning dermed defineres av ledningens lengde inn i åpningen og bredden av hver ledning. Avhengig av innrettingen mellom de to lagene, kan lengdene variere i området ± 25 um.

Den foreliggende oppfinnelsen angår dermed hovedsakelig en sensorenhet for å måle strukturer og egenskaper ved overflaten av et objekt av organisk vev, spesielt tilknyttet en fingeravtrykksensor, hvor objektet sveipes over sensorenheten med en valgt retning. Sensorenheten har en kontaktflate tilpasset til å ha mekanisk kontakt med objektet. Denne kontaktflaten vil fortrinnsvis være et dielektrisk lag som beskytter resten av enheten, men kan også omfatte områder som gir galvanisk kobling mellom objektet og for eksempel en drivelektrode (ikke vist).

Enheten utgjøres av et første dielektrisk materiale med en valgt tykkelse. Et første lederlag er anbrakt på én side av det dielektriske laget som vender mot kontaktflaten, hvor det første lederlaget omfatter minst én skjermingselektrode som essensielt dekker et område av det dielektriske laget som vender mot kontaktflaten. Skjermingselektroden definerer en ikke-ledende åpning, essensielt omgir den, der åpningen er essensielt lineær med forhåndsdefinerte dimensjoner. Retningen til den lineære åpningen kan være essensielt vinkelrett på den forhåndsbestemte sveipretningen. Åpningen i skjermingselektroden i det første lederlaget kan fylles med et dielektrisk materiale, f eks i prosessen med å frembringe en dielektrisk kontaktflate.

Sensorenheten omfatter også et andre lederlag, skilt fra det første lederlaget av det første dielektriske laget, som omfatter et antall ledende ledninger som forløper i det minste delvis under den minst ene åpningen. Ledningene forløper fortrinnsvis i en essensielt lineær retning i området under åpningen, der retningen er essensielt vinkelrett på den lineære avfølingsregionen definert av åpningen, der hver ledning har en forhåndsbestemt bredde. Ledningene kan forløpe over eller delvis inn i området definert av åpningen avhengig av anvendelsen som drøftet ovenfor, hvor i det første tilfellet det tilhørende avfølingsområdet vil være definert av åpningsbredden og ledningsbredden, og i det siste tilfeller av forløpets lengde og ledningsbredden.

På denne måten defineres avfølingsområdet tilknyttet hver ledning av ledningsbredden i avfølingsområdet og lengden av hver ledning som forløper inn i avfølingsområdet.

Hver ledning kobles til en prosesseringsenhet, der prosesseringsenheten også er koblet til minst én drivelektrode plassert slik at den kobles til objektoverflaten og for å påtrykke en vekselspenning mellom drivelektroden og ledningene i avfølingsområdet. For isolasjons-formål kan et andre dielektrisk lag frembringes under ledningene, enten laget av et stivt materiale eller et fleksibelt materiale avhengig av påtenkt bruk. For å øke oppløsningen når det er et begrenset antall kanaler i prosesseringsenheten, kan hvert andre sensorelement forbindes med jord eller et fast potensial.

Ledningene kan kobles til prosessoren gjennom flere forskjellige utførelsesformer. Ifølge én utførelsesform forløper ledningene som ledere langs det dielektriske laget i tverretningen på tilsvarende måte som i WO2011/080262, og danner dermed en fleksibel sensorenhet hvor lederne føres gjennom et fleksibelt substrat og muligens forløper i tverretningen. Tilsvarende løsninger som involverer stive substrater er drøftet i US7251351, US7848550 og WO2010/023323, hvor lederne forløper gjennom substrater til prosessor-plasseringen på den andre siden. Prosessoren kan også plasseres i avstand fra avfølings-regionen på samme side av lederne som avfølingsregionen, som beskrevet i WO2003/049012. Prosessoren kan også være elektrisk koblet til grensesnittmidler for å kommunisere med eksternt utstyr.

Som vist i tegningene, kan sensorenheten omfatte to åpninger, som hver representerer en avfølingsregion og hver omfatter ledninger som definerer avfølingsområder som i den nevnte avfølingsregionen. Alternativt oppnås to avfølingsregioner ved å bruke bare en åpning er brukt, hvor ledningene forløper delvis inn i åpningen fra motsatte sider. Forløpets lengde og ledningsbredden vil da definere hvert avfølingsområde. I begge tilfeller oppnås to sett sensorer som kan frembringe midler til å måle gyldigheten til objektet over sensoren.

Prosesseringsenheten er tilpasset til å måle karakteristika i de enkelte sensorområdene i en tidssekvens og beregne bevegelsen til en overflate som beveges over sensorenheten basert på de målte forskjellene i målt tid i de enkelte måleområdene.

I åpningen(e) kan det første dielektriske laget ha redusert tykkelse for å justere impedansen til enheten. I tilfelle det dielektriske materialet er fullstendig fjernet i en åpning, er ledningene fortrinnsvis understøttet av et substratlag.

Drivelektroden utgjøres av en del av det nevnte første lederlaget som er elektrisk isolert fra skjermingselektroden og elektrisk koblet til overflaten, enten gjennom et mellomliggende dielektrisk lag eller i direkte galvanisk kontakt med objektet. Drivelektroden er koblet til prosessoren gjennom eller utenom det dielektriske laget.

For å frembringe en fleksibel sensor, kan det første dielektriske laget lages av et fleksibelt materiale slik som polyimid. For å frembringe en stiv sensor kan det alternativt lages av SiC>2 eller fortrinnsvis FR_4.

Oppfinnelsen angår også funksjonen til ett sensorelement som utgjøres av en langstrakt åpning og en ledning med vinkelrett orientering i forhold til ledningen. Nærmere bestemt er det frembrakt et sensorelement for å måle overflateimpedansen til et objekt. Sensorelementet er koblet til en målerenhet koblet til impedansmålemidler for å påtrykke en vekselspenning på objektet mellom drivelektroden og sensorelementet. Sensorelementet omfatter et første lederlag med en dielektrisk åpning, et dielektrisk lag som skiller det første lederlaget fra et andre lederlag, der det andre lederlaget omfatter en lineær leder som forløper i det minste delvis nær den nevnte åpningen, der den lineære lederen er koblet til impedans-målemidlene.

I følge en alternativ utførelsesform beskrevet i figur 4, er avfølingslaget 11 og åpningslaget 16 (for enkelhets skyld er bare én åpning tegnet i åpningslaget, og koblingen av dette laget til prosesseringsenheten er ikke vist) plassert på samme side av et substrat 20. Det er ett dielektrisk lag 12 for å isolere de to lederlagene, og i tillegg kan det være et beskyttende dielektrisk lag 22 for mekanisk beskyttelse av og elektrisk isolasjon av åpningslaget. Det beskyttende dielektriske laget 22 kan omfatte et diamantlignende belegg (DLC - Diamond Like Coating) eller tilsvarende. Når det er mulig kan et tilsvarende beskyttende dielektrisk lag brukes på motsatt side av substratet, f eks som i utførelsesformen vist i figur 4, eller i figurene 5 og 6 som er utstyrt med åpninger for kontaktputer 26.

Prosesseringsenheten 22 er koblet på samme side av substratet 20 koblet til avfølings-lederne 11. Denne løsningen er naturlig for ensidige prosessteknikker uten mulighet for via i substratet. Løsningen kan også foreterekkes grunnet videre integrasjon av sensoren.

Et eksempel på I/O-kontakter er vist 24 plassert på samme side som avfølingselek-trodene. For prosesser med mulighet for via i substratet, kan I/O-kontaktene også plasseres på baksiden.

Den alternative utførelsesformen beskrevet i figur 5 viser avfølingslaget 11 og åpningslaget 16 plassert på én side av substratet 20 og prosesseringsenheten 23 plassert på motsatt side. Dette kan realiseres i en prosess hvor det er mulighet for via i basissubstratet,

f eks som drøftet i US7251351, WO2010/0233323 eller WO2011/080262 avhengig av de påkrevde substratkarakteristika. Det kan implementeres flere ledende omfordelingslag på én eller begge sider av substratene for å benytte ytterligere funksjonalitet eller hvis tilleggslag er nødvendig for å implementere nødvendig ruting.

I den alternative utførelsesformen vist i figur 6, er det vist en realisering i i en flerlagsprosess. Substratet er realisert i en oppbygging av flere lag inkludert lederlag 25 for å rute lederne og vialederne gjennom isolasjonslagene mot koblingsputer 26 for kobling til prosessoren. Avfølingslaget 11 og åpningslaget 16 er plassert i laget nærmest fingeren 10, muligens skilt fra fingeren av et beskyttende lag 22. Ett eller flere tilleggslag er lagt til for å muliggjøre ruting inn til prosessorkretsen (ikke vist), for å legge til funksjonalitet eller for å muliggjøre videre integrasjon.

En alternativ utførelsesform som viser pakkingskonseptene i oppfinnelsen er vist i figur 7. En konstruksjon 29 på baksiden av substratet som omgir prosesseringskretsene 23 koblet til sensorputene 26 er også frembrakt med mulighet for å koble I/O-signaler fra ledere 27 med sensorsubstratet 20 på baksiden av konstruksjonen er implementert. Hensikten er å ha en flat bakside for enkel håndtering og montering av koblingsmidler 28. Det er flere kjente metoder for å tilvirke en slik pakke. En metode er å lage rammen med PCB-teknologi (FR-4 eller annet materiale). Da kan PCB-rammen sammenstilles på avfølingssubstratet i enkelt, stripe- eller panelformat til sensorsubstratet. Hvis I/O-forbindelser skal understøttes mellom sensorsubstratet og rammen, kan forbindelsene lages med lodding, ACF (Anisotropic Conductive Film) eller annen forbindelsesteknologi. Fordelen med en slik implementasjon er bruk av vanlige SMT-fremstillingsmetoder som er tilgjengelig over hele verden i EMS-anlegg

(Electronic Manufacturing Services). En annen metode for å tilvirke en pakke med en slik formfaktor er WLFO-pakker (Wafer Level FanOut), hvor ASIC waferemner spres i waferform og rammen lages av støpt plastmateriale. Avfølingslagene prosesseres på toppen av plasten. Denne metoden er en avansert pakkingsmetode for høye volum tilbudt av OSAT-selskaper (Outsourced Semiconductor Assembly and Test). En tredje mulig metode for å

tilvirke en pakke med en slik formfaktor, er å bruke teknikker for innebygging (embedding) silisiumbrikkene i PCB-prosesser. Denne teknikken leveres hovedsakelig av avanserte PCB-fremstillingsanlegg, og er basert på lamineringsprosesser som vektlegger lave material-kostnader og store panelstørrelser, hvilket muliggjør lave kostnader.

Claims (16)

1. Sensorenhet for å måle strukturer og egenskaper til et objekt av organisk vev, spesielt en fingeravtrykksensor, der sensoren omfatter en kontaktflate tilpasset til å ha mekanisk kontakt med objektet, et første dielektrisk lag laget av et dielektrisk materiale med en valgt tykkelse, et første lederlag som omfatter minst én skjermings elektrode som essensielt dekker er område av det dielektriske laget som vender mot kontaktflaten, der den minst ene skjermingselektroden omgir minst én essensielt ikke-ledende åpning som definerer en essensielt lineær avfølingsregion med forhåndsbestemte dimensjoner, et andre lederlag skilt fra det første lederlaget av det første dielektriske laget og som omfatter et antall ledende ledninger som forløper i det minste delvis under den minst ene åpningen og som har en retning essensielt vinkelrett på den lineære avfølingsregionen, der hver ledning har en forhåndsbestemt bredde, hvor avfølingsområdet tilknyttet hver ledning er definert av bredden til ledningen i avfølingsområdet og lengden av hver ledning som forløper inn i avfølingsregionen.

2. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor hver ledning er koblet til en prosesseringsenhet, der prosesseringsenheten også er koblet til minst én drivelektrode plassert for å være galvanisk eller kapasitivt koblet til objektoverflaten og til å påtrykke en vekselspenning mellom drivelektroden og ledningene i avfølingsregionen.

3. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor ledningene forløper over bredden av avfølingsregionen.

4. Sensorenhet ifølge et av de foregående krav, omfattende minst to åpninger, der hver representerer en avfølingsregion og hver omfatter ledninger som definerer avfølingsområder i avfølingsregionen.

5. Sensorenhet ifølge krav 4, inkludert en prosesseringsenhet, hvor prosesseringsenheten er tilpasset til å måle karakteristika i de enkelte sensorområdene i en tidssekvens og å beregne bevegelsen til en overflate som beveges over sensorenheten.

6. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor ledningene forløper en valgt lengde inn i åpningen, der forløpets lengde og ledningsbredden dermed definerer avfølingsområdet.

7. Sensorenhet ifølge krav 6, omfattende ledninger som forløper mindre enn halve åpningsbredden inn i åpningen, der enheten omfatter ledninger som forløper fra begge sider av åpningen i retning over åpningens bredde og dermed definerer to lineære avfølingsenheter i åpningen.

8. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor det første dielektriske laget under den minst ene åpningen i det minste delvis inneholder et dielektrisk materiale med redusert tykkelse.

9. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor det første dielektriske laget er fjernet under den minst ene åpningen.

10. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor drivelektroden utgjøres av en del av det første lederlaget som er elektrisk isolert fra skjermingselektroden og er elektrisk koblet til overflaten.

11. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor det dielektriske laget er laget av et fleksibelt materiale slik som polyimid.

12. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor det dielektriske laget er laget av et stivt materiale slik som FR_4.

13. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor kontaktflaten omfatter et isolerende lag som dekker det første lederlaget.

14. Sensorenhet ifølge krav 1, omfattende et andre dielektrisk lag skilt fra det første dielektriske laget av det andre lederlaget.

15. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor prosessoren er elektrisk koblet til grensesnittmidler ofr kommunikasjon med eksternt utstyr.

16. Sensorenhet for å måle overflateimpedansen til et objekt, der sensorelementet er koblet til en målerenhet koblet til impedansmålermidler for å påtrykke en vekselspenning på objektet mellom en drivelektrode og sensorelementet, der sensorelementet omfatter et første lederlag med en dielektrisk åpning, et dielektrisk lag som skiller det første lederlaget fra et andre lederlag, der det andre lederlaget omfatter en lineær leder som forløper minst delvis nær åpningen, der den lineære lederen er koblet til impedansmålermidlene.

1. Sensorenhet for å måle strukturer og egenskaper til et objekt av organisk vev (1), spesielt en fingeravtrykksensor, der sensoren omfatter en kontaktflate (2) tilpasset til å ha mekanisk kontakt med objektet, et første dielektrisk lag (12) laget av et dielektrisk materiale med en valgt tykkelse, karakterisert vedat sensorenheten også omfatter et første lederlag som omfatter minst én skjermings elektrode (16) som essensielt dekker et område av det dielektriske laget (12) som vender mot kontaktflaten, der den minst ene skjermingselektroden omgir minst én i det vesentlige ikke-ledende åpning (14,15,24) som definerer en i det vesentlige lineær avfølingsregion med forhåndsbestemte dimensjoner, et andre lederlag (11,13) skilt fra det første lederlaget av det første dielektriske laget (12) og som omfatter et antall ledende ledninger (11,13) som forløper i det minste delvis under den minst ene åpningen og som har en retning essensielt vinkelrett på den lineære avfølingsregionen, der hver ledning har en forhåndsbestemt bredde, hvor avfølingsområdet tilknyttet hver ledning (11,13) er definert av bredden til ledningen i avfølingsområdet og lengden av hver ledning som forløper inn i avfølingsregionen.

2. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor hver ledning (11,13) er koblet til en prosesseringsenhet (23), der prosesseringsenheten også er koblet til minst én drivelektrode (17) plassert for å være galvanisk eller kapasitivt koblet til objektoverflaten og til å påtrykke en vekselspenning mellom drivelektroden og ledningene i avfølingsregionen.

3. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor ledningene (11,13) forløper over bredden av avfølingsregionen (14,15).

4. Sensorenhet ifølge et av de foregående krav, omfattende minst to åpninger (14,15), der hver representerer en avfølingsregion og hver omfatter ledninger (11,13) som definerer avfølingsområder i avfølingsregionen.

5. Sensorenhet ifølge krav 4, inkludert en prosesseringsenhet (23), hvor prosesseringsenheten er tilpasset til å måle karakteristika i de enkelte sensorområdene i en tidssekvens og å beregne bevegelsen til en overflate som beveges over sensorenheten.

6. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor ledningene (11,13) forløper en valgt lengde inn i åpningen (24), der forløpets lengde og ledningsbredden dermed definerer avfølingsområdet.

7. Sensorenhet ifølge krav 6, omfattende ledninger (11,13) som forløper mindre enn halve åpningsbredden inn i åpningen (24), der enheten omfatter ledninger som forløper fra begge sider av åpningen i retning over åpningens bredde og dermed definerer to lineære avfølingsenheter i åpningen (24).

8. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor det første dielektriske laget (12) under den minst ene åpningen i det minste delvis inneholder et dielektrisk materiale med redusert tykkelse.

9. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor det første dielektriske laget (12) er fjernet under den minst ene åpningen.

10. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor drivelektroden (17) utgjøres av en del av det første lederlaget som er elektrisk isolert fra skjermingselektroden (16) og er elektrisk koblet til overflaten.

11. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor det dielektriske laget (12) er laget av et fleksibelt materiale slik som polyimid.

12. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor det dielektriske laget er laget av et stivt materiale slik som FR_4.

13. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor kontaktflaten omfatter et isolerende lag (22) som dekker det første lederlaget.

14. Sensorenhet ifølge krav 1, omfattende et andre dielektrisk lag skilt fra det første dielektriske laget av det andre lederlaget.

15. Sensorenhet ifølge krav 1, hvor prosessoren (23) er elektrisk koblet til grensesnittmidler for kommunikasjon med eksternt utstyr.

16. Sensorenhet for å måle overflateimpedansen til et objekt (1), der sensorelementet er koblet til en målerenhet (23) koblet til impedansmålermidler for å påtrykke en vekselspenning på objektet mellom en drivelektrode og sensorelementet,karakterisert vedat sensorelementet omfatter et første lederlag (16) med en dielektrisk åpning (14,15,24), et dielektrisk lag (12) som skiller det første lederlaget (16) fra et andre lederlag (11,13), der det andre lederlaget omfatter en lineær leder som forløper minst delvis nær åpningen (14,15,24), der den lineære lederen er koblet til impedansmålermidlene.