[发明专利]声学生物特征触摸扫描仪

说明书

公开了一种声学生物测定触摸扫描仪装置和方法。在一个方案中，声学指纹感测装置包括被配置成发送具有从50兆赫(MHz)到500MHz范围内的频率的超声波信号的超声波传感器数组。声学指纹超声波传感器包括压电膜。声学指纹感测装置还包括被配置用来接收手指的接收表面。声学指纹感测装置还包括处理器，该处理器被配置为基于来自手指的超声波信号的反射来生成手指的至少一部分指纹的图像。

对优先申请的交叉引用

本申请要求于2017年4月28日提交的标题为“ACOUSTIC BIOMETRIC TOUCHSCANNER；”的美国临时专利申请No.62/491,984的优先权权益，该美国专利申请No.15/605,785于2017年5月25日提交，名为“ACOUSTIC BIOMETRIC TOUCH SCANNER”，作为美国专利号9,953,205于2018年4月28日发布；以及于2018年4月16日提交的标题为“SMART CARD WITHACOUSTIC BIOMETRIC TOUCH SCANNER”的美国临时专利申请No.62/658,370的优先权。每个上述申请的内容在此通过引用整体并入本文并用于所有目的。

背景技术

所公开的技术涉及声学扫描，并且具体涉及用于声学生物特征触摸扫描的装置和方法，包括用于指纹识别、活体手指检测、温度检测和力感测的应用，并且包括智能卡中的实现。

指纹已经广泛用于各种应用和用途，包括刑事识别、银行业务、个人设备的身份识别、官方表格等。自动光学指纹扫描仪已被用于获取指纹图像。其他指纹检测技术有基于超声波的指纹扫描仪和电容式指纹扫描仪。可靠和经济的指纹扫描系统是一种需求。

发明内容

权利要求中描述的创新每个都有几个方案，其中没有一个单独体现其理想属性。在不限制权利要求的范围的情况下，现在将简要描述本公开的一些突出特征。

所公开的技术的一个方案是声学指纹感测装置。该装置包括超声波传感器数组，该超声波传感器被配置成发送具有从50兆赫(MHz)到500MHz范围内的频率的超声波信号。该装置还包括第一金属线。该器件还包括与第一金属线正交的第二金属线。第一金属线和第二金属线使得能够对数组的超声波传感器寻址。该装置还包括被配置为接收手指的接收表面。该装置还包括处理器，该处理器被配置成基于来自手指的超声波信号的反射来生成手指的至少一部分指纹的图像。声学指纹感测装置可以在表面的选定部分上执行发送聚焦。

超声波传感器数组可以按行和列排列，并且声学指纹感测装置可以进一步包括发送电路，该发送电路被配置为激励数组的子列中的超声波传感器以将超声波信号发送到表面的选定部分上。处理器可以配置为使用后处理合成孔径聚焦来执行发送聚焦。

超声波信号的频率可以在从125MHz到250MHz的范围内。超声波信号的频率可以在50MHz至100MHz的范围内。

压电膜可具有3微米(μm)至75μm范围内的厚度。压电膜可以具有10微米(μm)至20μm范围内的厚度。

声学指纹感测装置可以包括接收电路，其被配置为响应于反射来处理由超声波传感器数组生成的电子接收信号，以向处理器提供经处理的信号。

图像可以具有至少每英寸500像素的分辨率。

第一金属线可以与包括表面的板物理接触。

表面可以是包括玻璃和匹配层的板的表面，并且匹配层可以具有与匹配层的材料中的超声波信号的波长的四分之一相对应的厚度。

压电膜可以包括氧化锌、氮化铝或钛酸铅锆中的至少一种。

处理器可以被配置为基于反射来检测与手指的活体相关联的参数，并且基于活体参数来提供手指是否是活人的一部分的指示。处理器可以被配置为基于与表面接触的手指的面积来估计手指接触表面的力。处理器可以被配置为基于与反射相关联的声速来检测手指的温度。