[发明专利]超声波传感器中的衍射效应的校正

说明书

本发明公开了校正超声波传感器中的衍射效应的实施例。在一个实施例中，超声波传感器可以包含：超声波发射器，其经配置以发射超声波；压电接收器层，其经配置以接收所述超声波的反射波，其中所述反射波包括指纹的具有按照时间顺序的多个相位的多个图像；以及压板层，其经配置以保护所述超声波发射器和所述压电接收器层。所述超声波传感器可以进一步包含超声波传感器阵列和处理器，所述处理器经配置以对以复合相位指数倍增的所述多个图像求和以形成积分后的复合图像、将所述积分后的复合图像对齐到预先选择的相位以形成对齐的复合图像、使用所述对齐的复合图像确定最大能量相位，以及至少部分地基于在所述最大能量相位处的所述对齐的复合图像计算用以表示所述指纹的最大能量图像。

相关申请的交叉参考

本申请主张“超声波传感器中的衍射效应的校正(Correction of DiffractionEffects in an Ultrasonic Sensor)”的2016年6月30日递交的第15/198,686号美国非临时申请的权益，所述非临时申请主张“超声波按钮中的衍射效应的校正(Correction ofDiffraction Effects in an Ultrasonic Button)”的2015年7月5日递交的第62/188,706号美国临时申请的权益。前述美国申请的全文特此以引用的方式并入。

技术领域

本发明涉及图像处理的领域。具体地说，本发明涉及用于校正超声波传感器中的衍射效应的方法。

背景技术

在例如移动电话、平板计算机和可穿戴装置的移动装置中，通常需要用可以改进机械稳固性和可靠性的硬质材料保护移动装置的显示器和触摸接口。然而，在传感器与手指之间添加硬质材料层(例如，由玻璃或塑料制成的压板)可以对移动装置的显示器和触摸接口造成衍射效应。

图1A说明超声波传感器中的衍射的不利影响。如图1A所示，衍射效应可以造成图像区域严重地减弱，例如，箭头104所指的区域。此外，衍射效应可以造成图像区域为相对于其它区域是反相的，例如箭头106所指的区域。此外，与裸露的传感器相比信噪比(SNR)可能较低。这些不利影响可以引起较差的指纹匹配性能。因此，希望校正超声波传感器中的衍射效应。

发明内容

公开了校正超声波传感器中的衍射效应的实施例。在一个实施例中，超声波传感器可以包含：超声波发射器，其经配置以发射超声波；压电接收器层，其经配置以接收超声波的反射波，其中反射波包括具有按照时间顺序的多个相位的指纹的多个图像；以及压板层，其经配置以保护超声波发射器和压电接收器层。超声波传感器可以进一步包含超声波传感器阵列和处理器，所述超声波传感器阵列和处理器经配置以对以复合相位指数倍增的多个图像求和以形成积分后的复合图像、将积分后的复合图像对齐到预先选择的相位以形成对齐的复合图像、使用对齐的复合图像确定最大能量相位，以及至少部分地基于在最大能量相位处的对齐的复合图像计算最大能量图像以表示指纹。

在另一实施例中，公开了一种校正超声波传感器的压板层中的衍射效应的方法。所述方法包含：俘获具有按照时间顺序的多个相位的指纹的多个图像、对以复合相位指数倍增的多个图像求和以形成积分后的复合图像、将积分后的复合图像对齐到预先选择的相位以形成对齐的复合图像、使用对齐的复合图像确定最大能量相位，以及至少部分地基于在最大能量相位处的对齐的复合图像来确定最大能量图像以表示指纹。

在一些实施例中，俘获指纹的多个图像包含从超声波发射器中发射超声波、在压电接收器层处接收超声波的反射波，其中所述反射波包括具有按照时间顺序的多个相位的指纹的多个图像。

在一些实施例中，对多个图像求和包含对以复合相位指数倍增的多个图像随时间推移进行积分以生成积分后的复合图像，其中积分后的复合图像包含实图像部分和虚图像部分，并且实图像部分和虚图像部分具有相位中近似90度的偏移。对多个图像求和进一步包含移除所发射信号的时间相关性。