包括超材料的指纹传感器系统的制作方法

包括超材料的指纹传感器系统
1.相关申请的交叉引用
2.本专利申请要求于2019年11月21日提交的标题为“fingerprint sensor system including metamaterial”的非临时申请no.16/691,416的优先权，该申请被转让给本技术的受让人，并通过引用明确并入本文。
技术领域
3.本公开总体上涉及生物特征(biometric)设备和方法，包括但不限于超声传感器系统和光学传感器系统。


背景技术：

4.超声指纹传感器系统或光学指纹传感器系统可以是用于获得目标物体(诸如手指)的生物特征识别图像的良好手段。屏幕下(under-display)超声指纹传感器最近已经在市场上商业化。尽管一些先前部署的指纹传感器系统对于一些应用来说通常是令人满意的，但是仍然需要改进的指纹传感器系统。


技术实现要素：

5.本公开的系统、方法和设备各自都具有几个创新方面，其中一个单独的方面不对本文所公开的期望属性负责。
6.本公开中所描述的主题的一个创新方面可以在一种装置中实施。在一些示例中，该装置可以包括覆盖层、在覆盖层内或靠近(proximate)覆盖层的第一超材料层、被配置用于向第一超材料层提供光的光源系统、以及包括被配置用于接收从与覆盖层的表面接触或靠近覆盖层的表面的目标物体反射的超声波的超声接收器系统的接收器系统。第一超材料可以包括被配置为当被光照射时共振并且产生超声波的纳米粒子。在一些实施方式中，移动设备可以是或可以包括该装置。例如，蜂窝电话可以是或者可以包括该装置。
7.根据一些实施方式，光源系统可以包括靠近第一超材料层的波导。波导可以被配置用于接收来自光源的光并且将光提供给第一超材料层。在一些示例中，光源系统可以包括光源，该光源被配置为发射包括至少一些纳米粒子的共振频率的光。
8.根据一些示例，该装置包括控制系统。控制系统可以包括一个或多个通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或其组合。
9.在一些实施方式中，控制系统可以被配置为控制光源系统以使纳米粒子发射1mhz至30mhz范围内的超声波。根据一些实施方式，控制系统可以被配置为从超声接收器系统接收与从目标物体反射的超声波相对应的超声接收器信号，并且执行至少部分地基于超声接收器信号的认证过程和/或成像过程。
10.根据一些示例，覆盖层可以是或可以包括光学不透明的压板或光学半透明的压板。然而，在一些示例中，覆盖层可以是光学透明的。
11.一些实施方式可以包括被配置为将声波转换成光的第二超材料层。在一些这样的示例中，覆盖层可以包括第二超材料层。
12.在一些实施方式中，接收器系统可以包括光学接收器系统。根据一些这样的实施方式，接收器系统的单层可以包括光学接收器系统的部分和超声接收器系统的部分。一些这样的实施方式还可以包括控制系统。在一些示例中，控制系统可以被配置为从光接收器系统接收光接收器信号，并且执行至少部分地基于光接收器信号的认证过程和/或成像过程。在一些情况下，至少一些光接收器信号可以对应于由第二超材料发射的光。在一些示例中，控制系统可以被配置为控制光源系统，以从目标物体诱发光声发射。根据一些示例，至少一些光学接收器信号可以对应于从目标物体反射的光。在一些示例中，控制系统可以被配置为从超声接收器系统接收与从目标物体反射的超声波相对应的超声接收器信号，并且至少部分地基于超声接收器信号来执行认证过程和/或成像过程。
13.根据一些示例，超声接收器系统可以包括压电层。在一些情况下，压电层可以包括压电聚合物基质中的微米粒子和/或纳米粒子。例如，微米粒子和/或纳米粒子可以包括铁电材料。
14.本公开中所描述的主题的其他创新方面可以在一种方法中实施。该方法可以涉及控制光源系统发射光，该光使第一超材料层的至少一些纳米粒子发射超声波。该方法可以涉及从超声接收器系统接收与由纳米粒子产生并且从目标物体反射的超声波相对应的第一超声接收器信号。该方法可以涉及至少部分地基于第一超声接收器信号执行成像过程和/或认证过程。
15.根据一些示例，该方法可以涉及控制光源系统来照射目标物体的至少一部分。在一些示例中，该方法可以涉及从光学接收器系统接收与从目标物体反射的光相对应的光学接收器信号，并且至少部分地基于光学接收器信号执行成像过程或认证过程。
16.在一些实施方式中，该方法可以涉及控制光源系统，以从目标物体的至少一部分诱发光声发射。在一些示例中，该方法可以涉及从超声接收器系统接收与经由光声发射产生的超声波相对应的第二超声接收器信号，并且至少部分地基于第二超声接收器信号执行成像过程和/或认证过程。
17.本文所描述的一些或所有操作、功能和/或方法可以由一个或多个设备根据存储在一个或多个非暂时性介质上的指令(例如，软件)来执行。这样的非暂时性介质可以包括诸如本文所描述的存储器设备，包括但不限于随机存取存储器(ram)设备、只读存储器(rom)设备等。因此，本公开中所描述的主题的一些创新方面可以在存储有软件的非暂时性介质中实施。
18.例如，软件可以包括用于控制一个或多个设备执行方法的指令，该方法涉及控制光源系统发射光，该光使第一超材料层的纳米粒子中的至少一些纳米粒子发射超声波。该方法可以涉及从超声接收器系统接收与由纳米粒子产生并且从目标物体反射的超声波相对应的第一超声接收器信号。该方法可以涉及至少部分地基于第一超声接收器信号执行成像过程和/或认证过程。
19.根据一些示例，该方法可以涉及控制光源系统来照射目标物体的至少一部分。在一些示例中，该方法可以涉及从光学接收器系统接收与从目标物体反射的光相对应的光学接收器信号，并且至少部分地基于光学接收器信号执行成像过程或认证过程。
20.在一些实施方式中，该方法可以涉及控制光源系统，以从目标物体的至少一部分诱发光声发射。在一些示例中，该方法可以涉及从超声接收器系统接收与经由光声发射产生的超声波相对应的第二超声接收器信号，并且至少部分地基于第二超声接收器信号执行成像过程和/或认证过程。
附图说明
21.本说明书中所描述的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和以下描述中阐述。根据描述、附图和权利要求，其他特征、方面和优点将变得显而易见。需要说明的是，以下附图的相对尺寸可以不是按比例绘制的。不同附图中相同的附图标记和名称指示相同的元件。
22.图1是示出根据一些公开的实施方式的装置的示例组件的框图。
23.图2示出了被配置为执行本文所公开的至少一些方法的装置的另一示例。
24.图3示出了被配置为执行本文所公开的至少一些方法的装置的另一示例。
25.图4是提供可以经由一些公开的实施方式来执行的方法的示例的流程图。
26.图5示出了表皮下特征的示例。
27.图6示出了包括光学接收器部分和超声接收器部分的接收器系统108的示例。
28.图7a示出了被配置为执行本文所公开的至少一些方法的装置的另一示例。
29.图7b示出了图7a的装置的层的替代示例。
30.图8代表性地描绘了用于超声传感器系统的传感器像素的4
×
4像素阵列的方面。
31.图9a和图9b示出了超声传感器系统中超声发送器和接收器的示例布置，其中，其他布置也是可能的。
具体实施方式
32.出于描述本公开的创新方面的目的，以下描述针对某些实施方式。然而，本领域普通技术人员将容易认识到，本文的教导可以以多种不同的方式应用。所描述的实施方式可以在包括本文所公开的生物特征系统的任何设备、装置或系统中实施。此外，可以设想，所描述的实施方式可以被包括在各种电子设备中或者与各种电子设备相关联，这些电子设备诸如但不限于：移动电话、支持多媒体互联网的蜂窝电话、移动电视接收器、无线设备、智能手机、智能卡、可穿戴设备(诸如手镯、臂章、腕带、戒指、头带、贴片等)、蓝牙设备、个人数据助理(pda)、无线电子邮件接收器、手持或便携式计算机、上网本、笔记本、智能书、平板电脑、打印机、复印机、扫描仪、传真设备、全球定位系统(gps)接收器/导航仪、相机、数字媒体播放器(诸如mp3播放器)、便携式摄像机、游戏控制台、手表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、电子阅读设备(例如，电子阅读器)、移动健康设备、计算机监视器、自动显示器(包括里程表和速度计显示器等)、驾驶舱控制器和/或显示器、相机视觉显示器(诸如车辆中后视相机的显示器)、电子照片、电子广告牌或标志、投影仪、建筑结构、微波炉、冰箱、立体声系统、盒式录音机或播放器、dvd播放器、cd播放器、vcr、收音机、便携式存储器芯片、洗衣机、烘干机、洗衣机/烘干机、停车收费表、封装(诸如在机电系统(ems)应用中，包括微机电系统(mems)应用，以及非ems应用)、美学结构(诸如在一件珠宝或衣服上图像的显示)以及各种ems设备。本文的教导也可以用于多种应用，诸如但不限于电子开关设备、射频滤波
器、传感器、加速度计、陀螺仪、运动感测设备、磁力计、消费电子产品的惯性组件、消费电子产品的零件、方向盘或其他汽车零件、变容二极管、液晶设备、电泳设备、驱动方案、制造过程和电子测试装备。因此，本教导并不意图局限于仅在附图中所描绘的实施方式，而是具有广泛的适用性，这对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。
33.在许多情况下，超声指纹传感器可以获得手指或其他目标物体的合适的生物特征识别图像。然而，一些声穿透过程具有显著的功率需求。一些用于屏幕保护的薄膜会显著衰减超声信号。此外，向压电发送器发出高压脉冲会给系统带来不必要的电噪声。
34.一些这样的实施方式在外表面(诸如压板表面或覆盖层)处或附近使用光以使用光声激活的纳米粒子来产生超声波或声能波。例如，光可以被提供给泄漏光波导，并且可以被引导穿过纳米粒子层。替代地或附加地，波导本身可以包括纳米粒子。所公开的一些传感器系统可以包括压板或覆盖层中的纳米粒子。纳米粒子可以共振，并且经由热弹性加热产生超声波。一些产生的超声波可以向外表面传播，在外表面，它们与目标物体的结构相互作用，诸如与外表面接触的手指的脊(ridge)和谷(valley)。接触与谷相对应的空气空间的超声波可以被反射，并且可以被超声接收器阵列检测到。控制系统可以被配置为至少部分地基于从超声接收器阵列接收到的超声接收器信号来执行认证过程和/或成像过程。一些实施方式可以包括压电超声接收器、发送器或收发器层，其包括微米铁电粒子或纳米铁电粒子。
35.一些实施方式还可以包括光接收器阵列。一些这样的实施方式可以在单个接收器层中包括光学接收器和超声接收器两者。控制系统可以被配置为控制光源系统，以照射目标物体的至少一部分。控制系统可以被配置为至少部分地基于从光接收器阵列接收到的光接收器信号来执行认证过程和/或成像过程。在一些这样的实施方式中，控制系统可以被配置为控制光源系统，以从目标物体诱发光声发射。在一些示例中，装置可以包括被配置为将声波转换成光的第二超材料层。
36.本公开中所描述的主题的特定实施方式可以被实施来实现以下潜在优点中的一者或多者。通过包括具有与合适的压电聚合物基质(诸如聚偏二氟乙烯(pvdf)或聚偏二氟乙烯-三氟乙烯(pvdf-trfe)共聚物)的高机电耦合系数的铁电材料的微米粒子或纳米粒子，可以从压电接收器或发送器获得更高的信号。所公开的一些具有光声激活的纳米粒子的超声传感器系统，以及那些被配置为从目标物体诱发光声发射的超声传感器系统，不需要压电发送器。在这样的传感器系统中，不需要向压电发送器提供高压脉冲，并且不会引起相关联的电噪声。被配置为执行至少部分地基于光学接收器信号的认证过程和/或成像过程的传感器系统能够改善由用于屏幕保护的一些薄膜引起的超声信号的衰减。
37.图1是示出根据所公开的一些实施方式的装置的示例组件的框图。在该示例中，装置100包括覆盖层102和第一超材料层104。在一些示例中，覆盖层102可以是光学透明的。然而，在一些实施方式中，覆盖层102可以是光学不透明的或光学半透明的。例如，覆盖层102可以是或可以包括光学不透明的压板或光学半透明的压板。
38.根据该实施方式，第一超材料层104包括被配置为当被光照射时共振并且产生超声波的纳米粒子。第一超材料层104可以包括分散在粘合剂材料(诸如透明粘合剂材料)中的这样的纳米粒子。在一些实施方式中，第一超材料层104可以靠近覆盖层102，并且在一些示例中，可以与覆盖层102相邻。然而，在一些示例中，至少一些纳米粒子(和/或其他超材
料)可以存在于覆盖层102中。
39.在该示例中，装置100包括光源系统106。根据一些实施方式，光源系统106被配置用于向第一超材料层104提供光。根据一些实施方式，光源系统106可以包括一个或多个光源，其被配置为发射包括至少一些纳米粒子的共振频率的光。相对较大的粒子通常在相对较低的频率下共振，并且相对较小的粒子通常在相对较高的频率下共振。使粒子的确定的尺寸在一个或多个感兴趣的工作频率下振动可以是有利的。在一些示例中，光源可以是或者可以包括一个或多个发光二极管(led)和/或一个或多个激光二极管。根据一些实施方式，led可以是有机发光二极管(oled)。在一些实施方式中，光源可以被配置为提供人眼不可见的光，诸如红外光或紫外光。
40.在一些示例中，光源系统106可以包括靠近第一超材料层104的波导。波导可以被配置用于接收来自光源的光并且将光提供给第一超材料层104。例如，光源系统106可以包括光源和泄漏光波导。来自光源的光可以被提供给泄漏光波导，并且可以通过第一超材料层104和/或覆盖层102中的纳米粒子被引导向(例如，向上)覆盖层102。替代地或附加地，波导本身可以包括这样的纳米粒子。
41.根据一些示例，光源可以是或者可以包括脉冲光源。一些这样的实施方式可以包括控制系统110。在一些这样的实施方式中，控制系统110可以被配置为控制光源系统以使纳米粒子发射5mhz至30mhz范围内的超声波。然而，在其他实施方式中，控制系统110可以被配置为使纳米粒子发射频率范围高于或低于5mhz至30mhz的超声波。例如，在一些实施方式中，控制系统110可以被配置为控制光源系统以使纳米粒子发射1mhz至5mhz范围内(例如，1mhz至2.5mhz范围内)的超声波。这样的实施方式可以使第一超材料层104的纳米粒子发射适合于超声成像过程和/或认证过程的范围内的超声波。
42.在该示例中，装置100包括接收器系统108。在一些实施方式中，接收器系统108包括超声接收器系统。在一些这样的实施方式中，控制系统可以被配置为从超声接收器系统接收与从与覆盖层102的表面接触或靠近覆盖层102的表面的目标物体反射的超声波相对应的超声接收器信号。控制系统可以被配置为执行至少部分地基于超声接收器信号的认证过程或成像过程中的至少一者。
43.在一些这样的实施方式中，超声接收器系统包括压电材料，诸如pvdf聚合物或pvdf-trfe共聚物。在一些实施方式中，单独的压电层可以用作超声发送器。在一些实施方式中，单个压电层可以用作发送器和接收器。其他实施方式可以具有超声接收器，但没有超声发送器。在一些实施方式中，压电层中可以使用其他压电材料，诸如氮化铝(aln)或锆钛酸铅(pzt)。
44.根据一些示例，压电材料可以包括压电聚合物基质中的微米粒子或纳米粒子。在一些这样的实施方式中，微米粒子和/或纳米粒子可以包括铁电材料。在一些示例中，微米粒子和/或纳米粒子可以包括zno、pzt和/或batio3。根据一些实施方式，微米粒子和/或纳米粒子可以具有在3nm至200nm范围内的直径。
45.在一些情况下，接收器系统108可以包括光学接收器系统。根据一些这样的实施方式，接收器系统108的单层可以包括光学接收器系统的部分和超声接收器系统的部分。下面描述了一些示例。
46.控制系统110可以包括一个或多个通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器
(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或其组合。控制系统110还可以包括一个或多个存储器设备(和/或被配置为与一个或多个存储器设备通信)，诸如一个或多个随机存取存储器(ram)设备、只读存储器(rom)设备等。因此，尽管存储器系统没有在图1中示出，但是装置100可以具有包括一个或多个存储器设备的存储器系统。控制系统110能够接收和处理来自接收器系统108的数据。如果装置100包括超声发送器，则控制系统110能够控制超声发送器108。在一些实施方式中，控制系统110的功能可以在一个或多个控制器或处理器之间被划分，诸如在专用传感器控制器与移动设备的应用处理器之间被划分。
47.装置100的一些实施方式可以包括接口系统112。在一些示例中，接口系统可以包括无线接口系统。在一些实施方式中，接口系统可以包括用户接口系统、一个或多个网络接口、控制系统110与存储器系统之间的一个或多个接口、和/或控制系统110与一个或多个外部设备接口(例如，端口或应用处理器)之间的一个或多个接口。
48.接口系统112可以被配置为在装置100的组件之间提供通信(其可以包括有线或无线通信，诸如电通信、无线电通信等)。在一些这样的示例中，接口系统112可以被配置为提供控制系统110与接收器系统108和/或光源系统106之间的通信。根据一些这样的示例，接口系统112的一部分可以例如经由导电材料将控制系统110的至少一部分耦合到接收器系统108和/或光源系统106。如果装置100包括与接收器系统108分开的超声发送器108，则接口系统112可以被配置为在控制系统110的至少一部分与超声发送器108之间提供通信。
49.根据一些示例，接口系统112可以被配置为提供装置100与其他设备和/或人类之间的通信。在一些这样的示例中，接口系统112可以包括一个或多个用户接口。在一些示例中，接口系统112可以包括一个或多个网络接口和/或一个或多个外部设备接口(诸如一个或多个通用串行总线(usb)接口)。在一些实施方式中，装置100可以包括存储器系统。在一些示例中，接口系统112可以包括控制系统110与存储器系统之间的至少一个接口。
50.装置100可以用于各种不同的环境中，本文公开了其中的一些示例。例如，在一些实施方式中，移动设备可以包括装置100的至少一部分。在一些情况下，移动设备可以是蜂窝电话、平板设备等。在一些实施方式中，可穿戴设备可以包括装置100的至少一部分。例如，可穿戴设备可以是手镯、臂章、腕带、戒指、头带或贴片。在一些实施方式中，控制系统110可以位于多于一个设备中。例如，控制系统110的一部分可以位于可穿戴设备中，并且控制系统110的另一部分可以位于另一设备中，诸如移动设备(例如，智能手机或平板电脑)。在一些这样的示例中，接口系统112也可以位于多于一个设备中。
51.图2示出了被配置为执行本文所公开的至少一些方法的装置的另一示例。图2的装置100可以被认为是图1所示的装置100的实例。在该示例中，光源系统106包括光源206和波导208。根据该示例，第一超材料层104位于波导208与覆盖层102之间，目标物体202放置在覆盖层102上。在该示例中，目标物体202是手指。(如本文使用的，术语“手指”具有足够宽泛的含义，可以指任何手指，包括拇指。因此，术语“指纹”具有足够宽泛的含义，可以指任何手指的指纹，包括拇指指纹。)
52.在一些实施方式中，光源206包括至少一个led和/或至少一个激光二极管。根据该示例，波导208被配置为将光源206提供的至少一些光引导至第一超材料层104。
53.在该实施方式中，第一超材料层104包括被配置为当被光照射时共振并且产生超
声波的纳米粒子204。在该示例中，第一超材料层104包括其中悬浮有纳米粒子204的粘合剂材料。在一些这样的示例中，粘合剂材料可以包括透明材料，诸如透明聚合物粘合剂。根据一些示例，纳米粒子204可以包括金纳米粒子。在一些情况下，纳米粒子204可以包括碳纳米粒子。根据一些这样的示例，纳米粒子204可以包括在墨水(india ink)中使用的碳黑粒子的类型。在一些示例中，纳米粒子204可以小到10纳米，而在其他示例中，纳米粒子204的尺寸可以是100纳米或更大。
54.在图2所示示例中，纳米粒子204用于超声穿透。在一些示例中，光源206可以被配置为发射包括至少一些纳米粒子204的共振频率的光。根据一些示例，光210包括纳米粒子204的共振频率。因此，光210的照射使纳米粒子204膨胀。
55.替代地或附加地，在一些示例中，由光源206发射的光脉冲之间的脉冲持续时间和/或时间间隔决定了当纳米粒子在被照射时膨胀以及在脉冲之间收缩时由纳米粒子发射的超声波212的频率。在一些示例中，由光源206发射的光脉冲具有在1μs至5μs范围内(例如，3μs)的脉冲持续时间。在一些这样的示例中，由光源206发射的光脉冲具有在0.20mw/ml至1.0mw/ml范围内(例如，0.7mw/ml)的功率密度。
56.在装置100的光声系统中，当纳米粒子加热、膨胀然后崩溃时，有一个小的等待时间。这种等待时间在文献中有很好的定义，例如，在chao tian、zhixing xie、mario l.fabilli、shengchun liu、cheng wang、qian cheng和xueding wang的“dual-pulse nonlinear photoacoustic technique:a practical investigation”(美国光学学会“optical society of america”，2015年)中有很好的定义(下文简称为“tian等人”)。当确定光声系统的适当标准(例如，用于从接收器系统108获得数据的距离选通延迟(range gate delay)的适当值)时，应该考虑该等待时间。如tian等人所述，期望等待时间至少与“应力弛豫时间(stress relaxation time)”τs一样长，并且不长于热弛豫时间(thermal relaxation time)τ
th
。热弛豫时间是目标冷却到其激发态温度的50％所需的时间，可以表示如下：
[0057][0058]
在公式1中，d表示目标的直径，在一些示例中，该直径可以是光源的光斑尺寸。在所公开的一些实施方式中，d可以在1μm至20μm的范围内。在公式1中，α
th
表示热扩散率。热扩散率将根据用于形成纳米粒子的材料和纳米粒子分散在其中的粘合剂而变化。在一些示例中，热扩散率可以在0.05mm2/秒至2.0mm2/秒的范围内。在一个示例中，假设0.13mm2/秒的热扩散率和10μm的目标体积(volume)，可以根据公式1计算的热弛豫时间是769μs。
[0059]
应力弛豫时间可以表示如下：
[0060][0061]
在公式2中，d表示目标的直径，并且c
l
表示相关介质中的纵向声速。在一个示例中，假设纵向声速为1500米/秒(涂层粘合剂的典型值)并且目标体积为10μm，则可以根据公
式2计算的应力弛豫时间为6.7μs。
[0062]
因此，在该示例中，纳米粒子加热、膨胀然后塌陷的等待时间将在6.7纳秒至769微秒的范围内。根据包括tian等人的光声文献，光脉冲持续时间应该小于任一时间，例如，在1μs至5μs的范围内。对于光源系统106被配置为发射一系列光脉冲的实施方式，在该示例中，光脉冲之间的间隔应该至少为769μs，以避免烧蚀(ablation)和空化(cavitation)。
[0063]
假设如图2或图3所示配置的装置，如果t0是光源系统106发出光脉冲的时间，则t0与光脉冲到达纳米粒子的时间之间的经过时间很小，可以忽略不计。在该示例中，纳米粒子204将在t0之后大约6.7μs开始发射超声波。t0之后适当的距离选通延迟可以通过将该等待时间加到发射的超声波212从纳米粒子204传播到目标区域并且返回到接收器系统108所花费的时间长度上来确定。例如，对于指纹成像，t0之后适当的距离选通延迟可以通过将该等待时间加到发射的超声波212从纳米粒子204传播到覆盖层102的外表面并且返回到接收器系统108所花费的时间长度上来确定。
[0064]
在图2所示示例中，超声波212被示出为撞击手指的脊区域214和谷区域216。在脊区域214与覆盖层102之间几乎没有阻抗比(impedance contrast)，所以撞击在脊区域214上的超声波212的大部分能量被传输到手指中。然而，在谷区域216中的空气与覆盖层102之间存在大的阻抗比，所以撞击在谷区域216上的超声波212的大部分能量被反射。
[0065]
这些反射的超声波218中的一些被接收器系统108的超声接收器接收。根据一些实施方式，控制系统110可以被配置为从超声接收器系统接收与从目标物体反射的超声波218相对应的超声接收器信号，并且执行至少部分地基于超声接收器信号的认证过程和/或成像过程。一些超声波可以直接传播到超声接收器系统，但是可以通过选择允许对反射波而不是直接波进行采样的距离选通延迟来将这些超声波与反射超声波区分开。
[0066]
图3示出了被配置为执行本文所公开的至少一些方法的装置的另一示例。图3的装置100可以被认为是图1所示的装置100的另一实例。图3的装置100非常类似于图2所示的装置。然而，在该示例中，纳米粒子204位于波导208中。因此，波导208包括第一超材料层104。光源206可以被配置为发射包括至少一些纳米粒子204的共振频率的光。根据一些示例，控制系统110可以被配置为控制光源206以使纳米粒子发射1mhz至30mhz范围内的超声波。根据一些实施方式，控制系统110可以被配置为从超声接收器系统接收与从目标物体反射的超声波218相对应的超声接收器信号，并且执行至少部分地基于超声接收器信号的认证过程和/或成像过程。
[0067]
图4是提供可以经由所公开的一些实施方式来执行的方法的示例的流程图。例如，方法400的框(以及至少一些所公开的其他方法的框)可以由图1至图3中的一者所示的装置100或类似的装置来执行。如同本文所公开的其他方法一样，方法400可以包括比所指示更多或更少的框。此外，本文所公开的方法的框不一定被以指示的顺序执行。
[0068]
在该示例中，框403涉及控制光源系统发射光，该光使第一超材料层的至少一些纳米粒子发射超声波。这里，框403涉及控制光源系统向第一超材料层提供光脉冲，提供脉冲以使纳米粒子发射1mhz至30mhz范围内的超声波。例如，框403可以涉及控制系统110控制光源系统106。这样的实施方式可以使第一超材料层104的纳米粒子发射适合于超声成像过程和/或认证过程的范围内的超声波。
[0069]
根据该示例，框405涉及从超声接收器系统接收与由纳米粒子产生并且从目标物
体反射的超声波相对应的第一超声接收器信号。例如，框405可以涉及控制系统110从接收器系统108接收第一超声接收器信号。在其他示例中，第一超声接收器信号可以从存储器设备(诸如缓冲器)接收。超声接收器信号可以与从靠近覆盖层102的目标物体反射的超声波相对应。在一些示例中，目标物体可以是人的手指，诸如用户的手指。然而，在其他示例中，目标物体可以是人造手指状物体，在本文可以被称为“假手指”。
[0070]
在该实施方式中，框407涉及至少部分地基于第一超声接收器信号执行成像过程和/或认证过程。从接收器系统108接收到的数据在本文可以被称为“图像数据”，但是图像数据通常以电信号的形式被接收。因此，在没有附加的处理的情况下，这样的图像数据不一定能被人类感知为图像。在一些示例中，框407可以涉及噪声消除过程和/或其他图像处理。在一些示例中，框407可以涉及构建目标物体的至少一部分的二维图像或三维图像。
[0071]
所公开的一些实施方式可以包括能够从表皮获得图像数据(诸如指纹图像数据和对应于表皮下特征的图像数据)的传感器系统。图5示出了表皮下特征的示例。如本文使用的，术语“表皮下特征”可以指表皮100下面的任何组织层，包括真皮、乳突层、网状层、皮下组织等，以及可以存在于这些组织层内的任何血管、淋巴管、汗腺、毛囊、毛乳突、脂肪小叶等。因此，表皮下特征也可以包括图5中未示出的特征，例如肌肉组织、骨骼材料等。
[0072]
如果框407涉及至少部分地基于第一超声接收器信号执行认证过程，则框407可以涉及表皮和/或表皮下特征的评估。一些欺骗技术基于在物体上形成类似指纹的特征，该物体可以是手指状的物体。然而，制造具有详细的表皮下特征、肌肉组织特征和/或骨组织特征的手指状物体将是具有挑战性且昂贵的。使这些特征与授权用户的特征准确地对应将更具挑战性。使这样的特征以类似人类的仿生方式或以复制正当用户的方式可变动，提高了欺骗制造的门槛。因为所公开的一些实施方式涉及获得至少部分地基于表皮下特征的属性信息，所以一些这样的实施方式可以提供更可靠的认证。
[0073]
一些实施方式能够执行至少部分地基于表皮下特征的登记(enrollment)过程和认证过程。一些这样的过程也可以基于指纹图像数据，或者基于指纹细节或指纹图像特征，诸如从指纹图像数据中导出的关键点。认证过程可以涉及欺骗(spoof)检测和/或活性(liveness)检测。
[0074]
在一些示例中，用户认证过程可以涉及将基于来自超声传感器阵列的信号从接收到的图像数据中获得的“属性信息”与存储的从先前已经在登记过程期间从授权用户接收到的图像数据中获得的属性信息进行比较。根据一些这样的示例，属性信息可以包括关于表皮下特征的信息，诸如关于真皮特征、皮下组织特征、血管特征、淋巴管特征、汗腺特征、毛囊特征、毛乳突特征和/或脂肪小叶特征的信息，以及与登记的指纹相关联的细节或关键点信息。
[0075]
替代地或附加地，在一些实施方式中，从接收到的图像数据获得的属性信息和存储的属性信息可以包括关于骨组织特征、肌肉组织特征和/或表皮或表皮下组织特征的信息。例如，根据一些实施方式，用户认证过程可以涉及获得指纹图像数据和表皮下图像数据。在这样的示例中，认证过程可以涉及评估从指纹图像数据获得的属性信息。
[0076]
在认证过程期间比较的从接收到的图像数据获得的属性信息和存储的属性信息可以包括与接收到的图像数据相对应的生物模板数据和与存储的图像数据相对应的生物模板数据。一种众所周知的生物模板数据是指纹模板数据，其可以指示指纹细节或关键点
的类型和位置。基于指纹图像数据属性的用户认证过程可以涉及将接收到的指纹模板数据与存储的指纹模板数据进行比较。这样的过程可以涉及或不涉及将接收到的指纹图像数据与存储的指纹图像数据进行直接比较。
[0077]
类似地，对应于表皮下特征的生物模板数据可以包括关于血管属性的信息，诸如关于血管特征的类型和位置(诸如血管尺寸、血管方向、血管分支点的位置等)的信息。替代地或附加地，对应于表皮下特征的生物模板数据可以包括关于真皮特征、皮下组织特征、淋巴管特征、汗腺特征、毛囊特征、毛乳突特征、脂肪小叶特征、肌肉组织和/或骨材料的类型(例如，尺寸、形状、方向等)和位置的属性信息。
[0078]
在一些实施方式中，方法400可以涉及控制光源系统，以从目标物体的至少一部分诱发光声发射。在一些这样的示例中，方法400可以涉及从超声接收器系统接收与经由光声发射产生的超声波相对应的第二超声接收器信号。这样的方法可以涉及至少部分地基于第二超声接收器信号执行框407的成像过程和/或认证过程。
[0079]
根据一些实施方式，方法400可以涉及控制光源系统来照射目标物体的至少一部分。一些这样的实施方式可以涉及从光学接收器系统接收与从目标物体反射的光相对应的光学接收器信号。例如，控制系统110可以从接收器系统108的光接收器系统组件接收光接收器信号。根据一些这样的示例，控制系统110可以被配置用于至少部分地基于光接收器信号执行框407的成像过程或认证过程。
[0080]
图6示出了包括光学接收器部分和超声接收器部分的接收器系统108的示例。在该示例中，接收器系统108的单层包括光学接收器部分601和超声接收器部分603。如上所述，一些用于屏幕保护的薄膜会显著衰减超声信号。被配置为执行至少部分地基于光学接收器信号的认证过程和/或成像过程的传感器系统能够改善由屏幕保护薄膜引起的超声信号的衰减。
[0081]
图6所示的接收器系统108或类似的接收器系统108可以被包括在图1至图4中的任一者所示的和上面所描述的装置100的实施方式中。然而，图6的接收器系统108也包括在装置100的其他实施方式中，诸如图7a所示和下面所描述的实施方式。
[0082]
回到图1，可以看出，装置100的一些实施方式可以包括第二超材料层114。在一些示例中，第二超材料层114被配置为将声波转换成光。例如，第二超材料层114可以包括等离子纳米棒超材料。
[0083]
在一些示例中，控制系统110可以被配置为从光接收器系统接收光接收器信号，并且执行至少部分地基于光接收器信号的认证过程和/或成像过程。至少一些光接收器信号可以对应于由第二超材料114发射的光。然而，至少一些光学接收器信号可以对应于从目标物体反射的光。根据一些示例，认证过程和/或成像过程也可以至少部分地基于超声接收器信号。
[0084]
根据一些示例，控制系统110可以被配置为控制光源系统106以从与覆盖层102接触或靠近覆盖层102的目标物体诱发光声发射。在一些示例中，第二超材料114可以将这些光声发射引起的超声波转换成光。
[0085]
图7a示出了被配置为执行本文所公开的至少一些方法的装置的另一示例。装置700的一些实施方式可以被认为是图1所示的装置100的另一实例。在该示例中，覆盖层102包括超材料层714。超材料层714可以被认为是图1所示的第二超材料层114的实例。然而，装
置700的一些实施方式不包括第一超材料层104，第一超材料层104包括适合于超声穿透的纳米粒子。
[0086]
在该示例中，光源系统106不需要波导。根据一些示例，光源系统106可以包括一个或多个led和/或激光二极管。在一些示例中，光源系统106可以是显示器的背光。
[0087]
根据一些示例，光源系统106可以被配置为从与覆盖层102接触或靠近覆盖层102的目标物体(诸如目标物体202)诱发光声发射。例如，控制系统110可以控制光源系统106以经由光710在目标物体202中诱发光声发射。在一些示例中，超材料714可以将由这些光声发射引起的超声波712转换成光716，其中一些可以被接收器系统108的光接收器检测到。
[0088]
在一些示例中，控制系统110可以被配置为从光接收器系统接收光接收器信号，并且执行至少部分地基于光接收器信号的认证过程和/或成像过程。至少一些光接收器信号可以对应于由第二超材料114发射的光。然而，至少一些光学接收器信号可以对应于从目标物体反射的光。
[0089]
在一些实施方式中，接收器系统108还可以包括超声接收器系统。根据一些这样的实施方式，光学接收器系统和超声接收器系统可以位于接收器系统108的单层中，例如，如图6所示。在一些情况下，至少一些由光声发射引起的超声波712可以被超声接收器系统接收。根据一些示例，认证过程和/或成像过程也可以至少部分地基于从超声接收器系统接收到的超声接收器信号。一些替代实施方式可以包括超声发送器。
[0090]
诸如图7a所示和以上所描述的实施方式具有潜在的优点。例如，光学传感器通常不会受到屏幕保护薄膜的不利影响，屏幕保护薄膜可能会降低超声传感器的性能。例如，光学传感器可以被放置在一毫米厚的玻璃(包括弯曲的2.5d玻璃)下，并且在超声指纹传感器可以提供降低的图像质量的情况下仍然能够准确地检测指纹。光学传感器可以包括诸如透镜的组件，从而实现相对较大的焦深。因此，可以适应屏幕保护器的附加的厚度。因为光速远大于声速，所以屏幕保护器的附加的厚度不会显著影响光学传感器的总飞行时间。相比之下，屏幕保护器的附加厚度可能导致超声指纹传感器需要重新校准距离选通延迟，并且在一些情况下，需要重新校准发送频率。
[0091]
包括光学接收器和超声接收器两者的接收器系统108也具有优点。光学和超声接收器的帧速率和空间分辨率可以被调整。例如，光学接收器可以以相对较低的帧速率提供相对较高的空间分辨率，而超声收发器可以以相对较高的帧速率提供相对较低的空间分辨率。一个接收器可以具有较低功率的成像模式，并且另一接收器可以具有较高功率的成像模式，其仅在需要或有利时使用。在一些情况下，光学接收器和超声收发器可以根据每个部件的特性分别调谐。
[0092]
在一些实施方式中，来自光学接收器的信号和来自超声接收器的信号可以被组合以形成单个图像，而在其他示例中，来自光学接收器的信号和来自超声接收器的信号可以用于形成单独的图像。例如，如果光学接收器信号和超声接收器信号两者都用于成像过程和/或认证过程，则信号处理可以涉及光学接收器信号和超声接收器信号的互相关。在一些情况下，图像数据可以从光学接收器信号或超声接收器信号获得，这取决于哪一个当前提供更高质量的信号。例如，如果超声接收器信号的图像质量当前被降低(例如，由于手指干燥)，则光学接收器信号可以用于成像过程和/或认证过程。
[0093]
图7b示出了图7a的装置的层的替代示例。在该示例中，覆盖层102包括两种类型的
超材料。根据该实施方式，垂直纳米棒(rod)720被配置为将声波转换成光波，而水平超材料层725被配置为将光波转换成声波。垂直纳米棒720可以帮助将信息从覆盖层102上方的目标物体传播到覆盖层102下方的传感器系统。在一些实施方式中，比图7b所指示情况相比，垂直纳米棒720和/或水平超材料层725可以更多地延伸穿过覆盖层102内，并且在一些示例中，可以延伸贯穿整个覆盖层102。
[0094]
图8代表性地描绘了用于超声传感器系统的传感器像素的4
×
4像素阵列的方面。例如，每个像素834可以与压电传感器材料(psm)的局部区域、峰值检测二极管(d1)和读出晶体管(m3)相关联；许多或所有这些元件可以形成在衬底上或衬底中，以形成像素电路836。实际上，每个像素834的压电传感器材料的局部区域可以将接收到的超声能量转换成电荷。峰值检测二极管d1可以存录(register)由压电传感器材料psm的局部区域检测到的最大电荷量。然后像素阵列835的每一行可以例如通过行选择机制、栅极驱动器或移位寄存器等被扫描，并且每一列的读出晶体管m3可以被触发，以允许附加电路(例如，多路复用器和模数转换器)读取每个像素834的峰值电荷的幅度。像素电路836可以包括一个或多个tft，以允许像素834的选通、寻址和复位。
[0095]
每个像素电路836可以提供关于由超声传感器系统检测到的物体的一小部分的信息。尽管为了便于说明，图8所示的示例具有相对粗略的分辨率，但是具有大约每英寸500像素数量级或更高分辨率的超声传感器可以被配置有适当比例的结构。超声传感器系统的检测区域可以根据预期的检测物体来选择。例如，检测区域的范围可以从单个手指的大约5mm
×
5mm到四个手指的大约3英寸
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3英寸。较小和较大的区域，包括正方形、矩形和非矩形的几何形状，可以适当地用于目标物体。
[0096]
图9a示出了超声传感器系统的分解图的示例。在该示例中，超声传感器系统900a包括压板40下方的超声发送器20和超声接收器30。根据一些实施方式，超声接收器30可以是图1所示并且如在上面所描述的超声传感器阵列102的示例。在一些实施方式中，超声发送器20可以是图1所示并且如在上面所描述的可选超声发送器108的示例。超声发送器20可以包括基本上平面的压电发送器层22，并且能够用作平面波发生器。超声波可以通过向压电层施加电压来扩展或收缩该层(取决于所施加的信号)而产生，从而产生平面波。在该示例中，控制系统110能够产生电压，该电压可以经由第一发送器电极24和第二发送器电极26施加到平面压电发送器层22。以这种方式，超声波可以经由压电效应改变层的厚度来形成。该超声波可以穿过压板40向手指(或其他待检测的物体)传播。未被待检测物体吸收或透射的波的一部分可以被反射，从而穿过压板40返回并且被超声接收器30的至少一部分接收。第一发送器电极24和第二发送器电极26可以是金属化电极，例如，涂覆压电发送器层22的相对侧的金属层。
[0097]
超声接收器30可以包括设置在衬底34(也可以被称为背板)上的传感器像素电路32的阵列和压电接收器层36。在一些实施方式中，每个传感器像素电路32可以包括一个或多个tft元件、电互连迹线，并且在一些实施方式中，包括一个或多个附加电路元件，诸如二极管、电容器等。每个传感器像素电路32可以被配置为将靠近像素电路的压电接收器层36中产生的电荷转换成电信号。每个传感器像素电路32可以包括将压电接收器层36电耦合到传感器像素电路32的像素输入电极38。
[0098]
在示出的实施方式中，接收器偏置电极39被设置在压电接收器层36靠近压板40的
一侧。接收器偏置电极39可以是金属化电极，并且可以接地或偏置以控制哪些信号可以传递到传感器像素电路32的阵列。从压板40的暴露(顶部)表面反射的超声能量可以被压电接收器层36转换成局部电荷。这些局部电荷可以由像素输入电极38收集，并且被传递到下面的传感器像素电路32。电荷可以由传感器像素电路32放大或缓冲，并且被提供给控制系统110。
[0099]
控制系统110可以与第一发送器电极24和第二发送器电极26电连接(直接或间接)，以及与衬底34上的接收器偏置电极39和传感器像素电路32电连接(直接或间接)。在一些实施方式中，控制系统110可以基本上如以上所描述操作。例如，控制系统110能够处理从传感器像素电路32接收到的放大信号。
[0100]
控制系统110能够控制超声发送器20和/或超声接收器30，以例如通过获得指纹图像而获得超声图像数据。无论超声传感器系统900a是否包括超声发送器20，控制系统110都能够从超声图像数据中获得属性信息。在一些示例中，控制系统110能够至少部分地基于属性信息来控制对一个或多个设备的访问。超声传感器系统900a(或相关联的设备)可以包括存储器系统，该存储器系统包括一个或多个存储器设备。在一些实施方式中，控制系统110可以包括存储器系统的至少一部分。控制系统110能够从超声图像数据中获得属性信息，并且将该属性信息存储在存储器系统中。在一些实施方式中，控制系统110能够捕获指纹图像，从指纹图像获得属性信息，并且将从指纹图像获得的属性信息(本文可以称为指纹图像信息)存储在存储器系统中。根据一些示例，控制系统110能够捕获指纹图像，从指纹图像获得属性信息，并且存储从指纹图像获得的属性信息，甚至同时将超声发送器20保持在“关闭”状态。
[0101]
在一些实施方式中，控制系统110能够以超声成像模式或力感测模式操作超声传感器系统900a。在一些实施方式中，当在力感测模式下操作超声传感器系统时，控制系统可以能够将超声发送器20保持在“关闭”状态。当超声传感器系统900a在力感测模式下操作时，超声接收器30能够用作力传感器。在一些实施方式中，控制系统110能够控制其他设备，诸如显示系统、通信系统等。在一些实施方式中，控制系统110能够以电容成像模式操作超声传感器系统900a。
[0102]
压板40可以是能够声学耦合到接收器的任何合适的材料，示例包括塑料、陶瓷、蓝宝石、金属和玻璃。在一些实施方式中，压板40可以是盖板，例如，用于显示器的盖板玻璃或透镜玻璃。特别是当使用超声发送器20时，如果需要，指纹检测和成像可以通过相对较厚(例如，3mm或更厚)的压板来执行。然而，对于其中超声接收器30能够以力检测模式或电容检测模式对指纹进行成像的实施方式，可能需要更薄且相对更有可塑性的(compliant)的压板40。根据一些这样的实施方式，压板40可以包括一种或多种聚合物，诸如一种或多种类型的聚对二甲苯，并且可以明显更薄。在一些这样的实施方式中，压板40可以是几十微米厚或者甚至小于10微米厚。
[0103]
可以用于形成压电接收器层36的压电材料的示例包括具有适当声学特性(例如，大约2.5兆瑞利(mrayl)至5兆瑞利间的声阻抗)的压电聚合物。可以采用的压电材料的具体示例包括铁电聚合物，诸如聚偏氟乙烯(pvdf)和聚偏氟乙烯-三氟乙烯(pvdf-trfe)共聚物。pvdf共聚物的示例包括60:40(摩尔百分比)pvdf-trfe、70:30pvdf-trfe、80:20pvdf-trfe和90:10pvdr-trfe。可以采用的压电材料的其他示例包括聚偏二氯乙烯(pvdc)均聚物
和共聚物、聚四氟乙烯(ptfe)均聚物和共聚物以及二异丙基溴化铵(dipab)。
[0104]
可以选择压电发送器层22和压电接收器层36中的每个的厚度以适合于产生和接收超声波。在一个示例中，pvdf平面压电发送器层22大约28μm厚，pvdf-trfe接收器层36大约12μm厚。超声波的示例频率可以在1mhz至30mhz的范围内，波长在毫米或更小的数量级。
[0105]
图9b示出了超声传感器系统的替代示例的分解图。在该示例中，压电接收器层36已经形成为分立元件37。在图9b所示的实施方式中，分立元件37中的每个对应于单个像素输入电极38和单个传感器像素电路32。然而，在超声传感器系统900的替代实施方式中，在分立元件37中的每个、单个像素输入电极38和单个传感器像素电路32之间不一定存在一一对应关系。例如，在一些实施方式中，对于单个分立元件37，可以有多个像素输入电极38和传感器像素电路32。
[0106]
图9a和图9b示出了超声传感器系统中超声发送器和接收器的示例布置，其中，其他布置也是可能的。例如，在一些实施方式中，超声发送器20可以在超声接收器30上方，因此更靠近待检测的(多个)物体。在一些实施方式中，超声发送器可以包括在超声传感器阵列中(例如，单层发送器和接收器)。在一些实施方式中，超声传感器系统可以包括声学延迟层。例如，声学延迟层可以结合到超声发送器20与超声接收器30之间的超声传感器系统中。声学延迟层可以用于调节超声脉冲定时，并且同时将超声接收器30与超声发送器20电绝缘。声学延迟层可以具有基本均匀的厚度，其中用于延迟层的材料和/或延迟层的厚度被选择以在反射的超声能量到达超声接收器30的时间上提供期望的延迟。如此一来，可以使携带关于物体的信息(由于已经被物体反射)的能量脉冲到达超声接收器30的时间范围，在从超声传感器系统的其他部分反射的能量不太可能到达超声接收器30的时间范围内。在一些实施方式中，衬底34和/或压板40可以用作声学延迟层。
[0107]
如本文使用的，提到项目列表中“至少一个”的短语指的是那些项目的任何组合，包括单个成员。例如，“a、b或c中的至少一者”意图涵盖：a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c。
[0108]
结合本文所公开的实施方式描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路和算法过程可以实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。硬件和软件的可互换性已经在功能方面进行了一般性描述，并且在上面所描述的各种说明性组件、块、模块、电路和过程中进行了说明。这样的功能是以硬件还是软件实施取决于特定的应用和对整个系统的设计限制。
[0109]
用于实施结合本文所公开的方面描述的各种说明性逻辑、逻辑框、模框和电路的硬件和数据处理装置可以用通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其他可编程逻辑设备、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或设计成执行本文所描述的功能的它们的任何组合来实施或执行。通用处理器可以是微处理器，或者任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实施为计算设备的组合，例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与dsp内核的结合，或任何其他这样的配置。在一些实施方式中，特定的过程和方法可以由特定于给定功能的电路来执行。
[0110]
在一个或多个方面，所描述的功能可以通过硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包括本说明书中所公开的结构及其结构等同物)或其任何组合实施。本说明书中所描述的主题的实施方式也可以被实施为一个或多个计算机程序，即编码在计算机存储介质中的计算机程序指令的一个或多个模块，用于由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操
作。
[0111]
如果通过软件实施，则这些功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质(诸如非暂时性介质)中或通过计算机可读介质发送。本文所公开的方法或算法的过程可以在处理器可执行的软件模块中实施，该处理器可执行的软件模块可以位于计算机可读介质中。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，通信介质包括能够将计算机程序从一个地方传送到另一地方的任何介质。存储介质可以是可以由计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限制，非暂时性介质可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁存储设备，或者可以用于以指令或数据结构的形式存储期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他介质。此外，任何连接都可以被恰当地称为计算机可读介质。如本文使用的盘和碟包括光盘(cd)、激光盘、光盘、数字多功能盘(dvd)、软盘和蓝光光盘，其中，盘通常磁性地再现数据，而碟用激光光学地再现数据。以上的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。附加地，方法或算法的操作可以作为机器可读介质和计算机可读介质中的代码和指令的一个或任何组合或集合，其可以被结合到计算机程序产品中。
[0112]
对本公开中所描述的实施方式的各种修改对于本领域普通技术人员来说是显而易见的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其他实施方式。因此，本公开并不意图限于本文所示的实施方式，而是符合与本文所公开的权利要求、原理和新颖特征一致的最宽范围。词语“示例性的”在本文专门用于表示“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为比其他实施方式优选或有利。
[0113]
本说明书中在单独的实施方式的上下文中所描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合实施。相反，在单个实施方式的上下文中所描述的各种特征也可以在多个实施方式中单独实施或者在任何合适的子组合中实施。此外，尽管特征可以在上面被描述为在某些组合中起作用，并且甚至最初被这样要求保护，但是在一些情况下，来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以从该组合中删除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。
[0114]
类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求以所示的特定顺序或次序执行这样的操作，或要求执行所有示出的操作来获得期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可以是有利的。此外，上面描述的实施方式中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有实施方式中都需要这样的分离，并且应理解，所描述的程序组件和系统通常可以集成在单个软件产品中或者封装到多个软件产品中。附加地，其他实施方式也在以下权利要求的范围内。在一些情况下，权利要求中列举的动作可以按不同的顺序执行，并且仍然可以获得期望的结果。
[0115]
应理解，除非在所描述的任何特定实施方式中的特征被明确地识别为彼此不兼容，或者周围的上下文暗示它们是互斥的并且不容易以互补和/或支持的意义组合，否则本公开的整体设想和预想了这些互补实施方式的特定特征可以被选择性地组合，以提供一个或多个全面的但是稍微不同的技术方案。因此，将进一步理解，以上描述仅作为示例给出，并且详细修改可以在本公开的范围内进行。