[发明专利]超声波生物测定成象和标记鉴别系统

说明书

技术领域

本发明涉及表面扫描和成象技术，尤其涉及表面扫描和成象的新的和改进的超声波方法和装置。

发明背景

本发明的一个应用领域是指纹扫描和成象，尽管本发明的原理也可以被广泛地应用于对皮下和其他的生物测定结构进行扫描和成象。用超声波技术获取的图象的质量比用光学技术获得的图象的质量优越，这是因为超声图象较少依赖于手指的表面条件。从而通过采用超声技术，也可以同样对那些具有很干或很油手指、较赃手指或具有不规则皱纹表面的手指的人进行成象。

在提供对指纹、皮下及其他生物结构进行扫描和成象的超声方法和装置时，有几点需要特别考虑。一个是获得更高质量的图象，这样就要求系统的分辨率尽可能地高，从而合成图象的分辨率也尽可能高。另一个重要的考虑点是改进系统性能。一个例子是尽可能快地扫描，从而使时沿和不便最小，并避免对个人造成不适。这样就要求提高系统及其操作的可靠性。另外一个重要的考虑是便于制造和降低制造成本。

发明目的和概述

因此，本发明的目的是提供一种对人和动物的组织进行成象的新的改进的超声方法和装置，这种方法和装置产生高分辨率和高质量的图象，扫描在很快的速率下进行，并且具有很高的可靠性，制造方便且成本低。

本发明提供了一种对人或动物具有表面的组织进行成象的超声成象系统和方法，该系统包括：探测装置，它包括用来限定以支承人或动物组织的方式对其进行成象的表面的装置；紧贴支承装置的传感器装置，用来将输出超声波束传导到上述表面上，从而使波束在焦点处的大小尽可能地小，而使系统的分辨率最大；以及电动装置，通过使超声波束沿上述表面在一路径上传播的方式使传感器装置移动。一液体密罩壳装置从限定支承组织表面的装置延伸，并具有一包含传感器装置和电动装置的内部区域，该区域被不导电的液体所充满，该液体具有与水大体相同的声阻抗和足够低的粘度，从而不会阻碍传感器的运动。罩壳上还带有适合于液体的热膨胀和收缩的装置。本发明的一个发明点是，电动装置包含具有提供振动输出运动的输出传动轴的电机装置，以及将该输出传动轴与传感器装置耦连的装置，从而响应于传动轴的振动，输出超声波束沿上述表面上的一条路径传播。在电机和耦连装置之间的传动轴上安装了一个编码器装置，用来使编码器装置所提供的信息中的失真最小。耦连装置呈细长柄的形式，其结构具有足够的硬度，从而在电机传动轴振动时不会弯曲，而在柄通过液体运动时的阻力最小。

传感器沿被扫描区域的相继弧形路径振动，并且对所获得的数据进行二维线性处理。

在另一种实施例中，电机的振动输出可以用弯曲的弹簧装置来辅助，传感器可以由连续旋转的电机来移动，电机带有一个与传感器电连接的滑环转接器，传感器可以通过旋转电机与运动转换装置和线性传动装置的组合沿正交方向作线性运动。

本发明的扫描器可以应用于生物测量识别和验证系统中，其中，成象系统可以与包含记录生物测量图象的记录构件和进行比较的处理器一起使用。

在结合附图阅读了本发明的详细描述以后，读者将更清楚地理解本发明的上述以及其他的特征和优点。

附图简述

图1是按照本发明用于表面扫描和成象的超声波探测器的纵向截面但局部表现为高度方向的图；

图2是去掉了图1所示探测器部件的俯视图；

图3是去掉了图1所示探测器部件的仰视图；

图4是图1所示探测器下面的放大纵向截面图；

图5是下面放大部分从图4所示右侧取得的端部立面图；

图6是图1所示探测器的耦连柄的侧面立面图；

图7是图6所示柄的俯视图；

图8是图1所示探测器的耦连柄与一柄位置传感器相关的闭合局部立面图；

图9是图1所示探测器中使用的另一种台式形式的示意图；

图10是与图1所示探测器一起使用的双线性化处理器的方框图；

图11是含有图1所示探测器的系统的方框图；

图12-16是图1所示类型的探测器中扫描期间移动传感器的另一种结构的示意图；

图17是一识别系统中使用本发明的扫描器的方框图；

图1 8是图17所示系统无线形式的方框图；

图19和图20是一识别系统中使用本发明的扫描器的方框图；以及

图21是图20所示系统无线形式的方框图。

详细描述