用于超声指纹和触摸感测的装置和方法与流程

用于超声指纹和触摸感测的装置和方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年12月22日提交的题为“apparatus and method for ultrasonic fingerprint and touch sensing”的美国专利申请第17/247,781号的优先权，在此通过引用并入本文。
技术领域
3.本公开总体上涉及超声指纹传感器和用于使用这种系统的方法。


背景技术：

4.超声指纹传感器已被包括在诸如智能手机、取款机和汽车等设备中，以验证用户身份。尽管一些现有的超声指纹传感器可以提供令人满意的性能，但改进的超声指纹传感器将是希望的。


技术实现要素：

5.本公开的系统、方法和设备各自具有若干创新方面，其中没有一个单独负责本文所公开的期望属性。
6.本公开所述主题的一个创新方面可以在包括超声指纹传感器系统的设备或装置中实现。超声指纹传感器系统可以包括超声接收像素的二维阵列，其中，多个超声接收像素中的每一个被划分为电耦合到公共节点的多个超声敏感子区域并与之关联，并且其中多个超声敏感子区域中的每一个基本上被与其他超声接收像素相关联的超声敏感子区域包围，使得不同超声接收像素的超声敏感子区域在阵列内交织在一起。
7.在一些实现方式中，多个超声接收像素中的每一个被划分为电耦合到公共节点的九(9)个超声敏感子区域并与之相关联。根据一些示例，所述二维阵列是较大的超声接收像素的二维阵列的一部分。在一些情况下，该装置被集成到具有显示器的移动设备中，并且较大的超声接收像素的二维阵列基本上完全地延伸穿过显示器。在一些情况下，设备或装置还包括控制系统，并且超声指纹传感器系统还包括一个或多个超声发送器，其中控制系统被配置为(a)作为指纹感测操作的一部分驱动超声发送器，被配置为(b)从超声接收像素中的至少一些的公共节点获得接收器信号，并被配置为(c)将获得的接收器信号转换为指纹特性。在一些情况下，超声指纹传感器系统还包括多个分箱开关，其中每个分箱开关电耦合在相应的相邻超声接收像素对的公共节点之间，并且控制系统还被配置为(d)作为触摸位置感测操作的一部分驱动超声发送器，被配置为(e)关闭多个分箱开关以将公共节点中的至少一些分箱在一起，被配置为(f)从所分箱的公共节点获得接收器信号，以及被配置为(g)将从所分箱的公共节点获得的接收器信号转换为至少一对触摸位置坐标。在一些情况下，该装置还包括控制系统，并且超声指纹传感器系统还包括一个或多个超声发送器，其中控制系统被配置为(a)作为指纹感测操作的一部分驱动超声发送器，被配置为(b)从超声接收像素中的至少一些的公共节点获得接收器信号，以及被配置为(c)将获得的接收器信号
转换为至少一对触摸位置坐标。在一些情况下，该装置还包括控制系统，该控制系统被配置用于控制超声指纹传感器系统以向与表面接触的目标物体发送第一超声波，该表面是超声指纹传感器表面或靠近超声指纹传感器所在区域的设备的表面，接收来自超声指纹传感器的第一超声接收器信号，第一超声接收器信号包括对应于第一超声波从目标物体的反射的信号，基于接收到的第-超声接收器信号获得目标物体在表面上的触摸位置的估计，控制超声指纹传感器系统向与表面接触的目标物体发送第二超声波，从超声指纹传感器接收第二超声接收器信号，该第二超声接收器信号包括对应于第二超声波从目标物体反射的信号，并基于接收到的第二超声接收器信号获得目标物体在表面上的指纹图像或指纹特性，其中控制超声指纹传感器系统以发送第二超声波和/或接收第二超声接收器信号包括在表面的一部分上发送第二超声波和/或接收第二超声接收器信号，并且其中控制系统被配置为基于获得的触摸位置估计选择该部分。
8.本公开所述主题的其他创新方面可在包括超声传感器系统的设备或装置中实现。超声传感器系统可包括超声接收像素的二维阵列，其中该阵列具有边缘，该阵列被划分为沿阵列的边缘中的一个或多个设置的超声接收像素的第一部分，以及通过第一部分的至少一个超声接收像素与边缘分离的超声接收像素的第二部分，第二部分中的每个超声接收像素被划分为电耦合到公共节点的多个超声敏感子区域，并且每个超声敏感子区域基本上被与其他超声接收像素相关联的超声敏感子区域包围，使得第二部分中不同超声接收像素的超声敏感子区域在阵列内交织在一起。
9.在一些实现方式中，第二部分中的每个超声接收像素被划分为电耦合到公共节点的九(9)个超声敏感子区域并与之相关联。根据一些示例，该装置还包括控制系统，超声传感器系统还包括一个或多个超声发送器，并且控制系统被配置为(a)作为指纹感测操作的一部分驱动超声发送器，被配置为(b)从超声接收像素中的至少一些的公共节点获得接收器信号，以及被配置为(c)将获得的接收器信号转换为指纹特性。在一些情况下，超声传感器系统还包括多个分箱开关，其中，每个分箱开关在相应的相邻超声接收像素对的公共节点之间电耦合，并且其中，控制系统还被配置为(d)作为触摸位置感测操作的一部分驱动超声发送器，被配置为(e)关闭多个分箱开关，以将公共节点中的至少一些分箱在一起，被配置为(f)从所分箱的公共节点获得接收器信号，以及被配置为(g)将从所分箱的公共节点获得的接收器信号转换为至少一对触摸位置坐标。在一些情况下，该装置还包括控制系统，超声传感器系统还包括一个或多个超声发送器，并且控制系统被配置为(a)作为指纹感测操作的一部分驱动超声发送器，被配置为(b)从超声接收像素中的至少一些的公共节点获得接收器信号，以及被配置为(c)将所获得的接收器信号转换为至少一对触摸位置坐标。在一些情况下，该装置还包括控制系统，该控制系统被配置用于：控制超声传感器系统以向与表面接触的目标物体发送第一超声波，该表面为超声传感器表面或接近超声传感器所在区域的设备的表面；从超声传感器接收第一超声接收器信号，该第一超声接收器信号包括与第一超声波从目标物体的反射相对应的信号；基于接收到的第一超声接收器信号获得目标物体在表面上的触摸位置的估计；控制超声传感器系统以向与表面接触的目标物体发送第二超声波；从超声传感器接收第二超声接收器信号，第二超声接收器信号包括对应于第二超声波从目标物体的反射的信号；以及基于接收到的第二超声波接收信号，获得目标物体在表面上的指纹图像或指纹特性，其中控制超声传感器系统以发送第二超声波和/或接收第
二超声接收器信号包括在表面的一部分上发送第二超声波和/或接收第二超声接收器信号，其中控制系统被配置为基于获得的触摸位置估计选择该部分。在一些情况下，该装置被集成到具有显示器的移动设备中，并且超声接收像素的二维阵列基本上完全地延伸穿过显示器。
10.本公开所述主题的其他创新方面可以在包括超声传感器系统和控制系统的设备或装置中实现。超声传感器系统可包括超声接收像素的二维阵列，其中，多个超声接收像素中的每一个被划分为电耦合到相应的公共节点的多个超声敏感子区域并与之相关联，并且每个超声敏感子区域基本上被与其他超声接收像素相关联的超声敏感子区域包围，使得不同超声接收像素的超声敏感子区域在阵列内交织在一起；多个分箱开关，其中每个分箱开关在相应的相邻超声接收像素对的公共节点之间电耦合；以及一个或多个超声发送器。控制系统可配置为：(a)作为触摸位置感测操作的一部分，驱动一个或多个超声发送器；(b)关闭多个分箱开关，使公共节点中的至少一些分箱在一起；(c)从所分箱的公共节点中的至少一些获得接收器信号；(d)基于从所分箱的公共节点中的至少一些获得的接收器信号来确定触摸位置；(e)作为指纹成像操作的一部分，驱动一个或多个超声发送器，(f)从公共节点中的至少一些获得未分箱的接收器信号，以及(g)将获得的未分箱的接收器信号转换为指纹图像或指纹特性。
11.在一些实现方式中，超声接收像素的二维阵列中的每个超声接收像素被划分为电耦合到公共节点的九(9)个超声敏感子区域并与之相关联。根据一些示例，二维阵列是较大的超声接收像素的二维阵列的一部分。在一些情况下，该装置被集成到具有显示器的移动设备中，并且较大的超声接收像素的二维阵列基本上完全地延伸穿过显示器。
12.本公开所述主题的其他创新方面可以在包括用于捕获指纹图像的部件的设备或装置中实现，该部件包括像素阵列，每个像素被划分为电耦合到相应公共节点的多个超声敏感子区域并与之相关联，并且其中每个超声敏感子区域基本上被与其他像素相关联的超声敏感子区域包围，使得不同像素的超声敏感子区域在阵列中交织在一起。在一些实现方式中，该装置还包括用于将多个相邻像素的公共节点分箱在一起的部件以及用于使用分箱的公共节点来确定触摸位置坐标的部件。
13.本文描述的方法中的一些或所有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。此类非暂时性介质可包括诸如本文所述的存储器设备，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，本公开中描述的主题的一些创新方面可以在其上存储有软件的一个或多个非暂时性介质中实现。
附图说明
14.在附图和以下描述中阐述了本说明书中描述的主题的一个或多个实现方式的细节。其他特征、方面和优点将根据描述、附图和权利要求而变得显而易见。注意，以下附图的相对尺寸可能未按比例绘制。各种附图中相同的附图标记和名称表示相同的元件。
15.图1是示出根据一些公开的实现方式的装置的示例组件的框图。
16.图2a是提供本文公开的一些方法的示例框的流程图。
17.图2b示出了能够执行本文所述的至少一些方法的装置的横截面视图的示例。
18.图3a、3b和3c示出了具有分段发送器部分、触摸节点和指纹传感器像素的超声传感器的示例。
19.图4a和图4b示出了具有交织传感器像素的超声传感器的示例。
20.图5代表性地描绘了用于超声指纹传感器的传感器像素的4
×
4像素阵列的各方面。
21.图6a和6b示出了超声指纹传感器中的超声发送器和接收器的示例布置，其他布置也是可能的。
22.图6c示出了超声指纹传感器中的超声收发器阵列的示例。
具体实施方式
23.为了描述本公开的创新方面，以下描述针对某些实现方式。然而，本领域普通技术人员将容易地认识到，本文的教导可以以多种不同方式应用。所述的实现方式可以在包括如本文所公开的生物识别系统的任何设备、装置或系统中实现。此外，预期所描述的实现方式可包括在各种电子设备中或与各种电子设备相关联，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、臂带、腕带、戒指、头带、贴片等)、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、笔记本电脑、智能本、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/导航器、相机、数字媒体播放器(诸如mp3播放器)、摄像机、游戏机、手表、时钟、计算器、电视显示器、平板显示器、电子阅读设备(例如电子阅读器)、移动健康设备、电脑显示器、汽车显示器(包括里程表和速度表显示器等)，驾驶舱控制和/或显示器、相机视图显示器(诸如车辆的后视相机的显示器)、电子照片、电子广告牌或标牌、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、便携式存储芯片、洗衣机、烘干机、洗衣机/烘干机、自动取款机(atm)、停车计时器、包装(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(诸如在珠宝或衣服上显示图像)和各种ems设备。本文的教导也可以用于诸如但不限于以下应用：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元件、消费电子产品的零件、汽车门、方向盘或其他汽车零件、变容二极管、液晶器件、电泳设备、驱动方案、制造处理和电子测试设备。因此，教导不旨在限于仅在附图中描绘的实现方式，而是具有广泛的适用性，这对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
24.当使用基于超声的感测系统时，捕获具有足够细节的指纹以用于基于指纹的身份认证可能很困难。特别地，相对于其他感测系统(诸如基于电容的感测系统)，基于超声的感测系统通常需要高密度的传感器像素，以在感测的指纹图像中实现相同的分辨率。作为示例，基于电容的感测系统可以在大约80微米内定位指纹结构的位置，即使配置了大约4毫米的显著更大的像素间距。基于电容的感测系统以比系统的像素间距更精细的细节来感测细节的能力可以是可能的，部分是由于系统感测到的电场的自然发散，其可以实现位于相邻电容传感器像素之间的位置的插值。无法利用电场的自然发散的基于超声的感测系统通常需要更高密度的传感器像素来在感测的指纹图像中实现相同的分辨率。在具有大指纹感测区域的设备中，对高密度传感器像素的典型需求尤其是有问题的。作为示例，诸如移动电话
的设备可以具有对角线测量大致在4-7英寸范围内的显示器，并且可能希望在显示器的大部分甚至全部上提供指纹感测能力。基于超声的感测系统覆盖相对大的区域，并且采用(featuring)相对高密度的传感器像素将是不希望的昂贵、复杂且耗电。由于这些和其他原因，希望有一种基于超声的指纹感测系统，该系统显示较低的像素密度(即像素间距)，同时在感测的指纹图像中保持足够的分辨率。
25.在一些实现方式中，装置可以包括超声指纹传感器，该超声指纹传感器包括在声学上耦合到表面的交织传感器像素。单个传感器像素可以包括对进入的超声波信号敏感的多个不同区域(也称为插脚(prong))。不同传感器像素的不同区域可以交织在一起，使得超声指纹传感器可以以相对高的分辨率捕获指纹图像，尽管超声指纹传感器具有相对低的像素密度。作为示例，每个单独的超声传感器像素可以包括9个不同的超声敏感区域，并且每个超声敏感区域(可能除了沿着超声指纹传感器的边缘的某些区域之外)可以被与其他像素相关联的超声敏感区域包围，或者基本上被其包围。当(a)位于阵列平面中且(b)从给定区域的中心发出的所有直线在通过与给定像素相关联的超声敏感区域之前通过与不同像素相关联的至少一个超声敏感区域时，与给定像素相关联的给定超声敏感区域可以基本上被与其他像素相关联的超声敏感区域包围。换言之，第一像素的每个超声敏感区域可以被一个或多个第二像素的超声敏感区域包围。根据一些示例，该装置可以被配置用于测量和/或获得目标物体在表面上的触摸位置的估计。该装置还可以被配置用于测量和/或获得目标物体的指纹图像。在一些实施例中，在测量和/或获得对目标物体在表面上的触摸位置的估计时，可以将多个传感器像素分箱在一起，这可能具有各种益处，包括但不限于提高信噪比、减少读出时间和降低功耗。
26.图1是示出根据一些公开的实现方式的装置的示例组件的框图。在该示例中，装置101包括超声传感器系统102、控制系统106和压板(platen)110。装置101的一些实现方式可以包括接口系统104。
27.在一些示例中，如超声传感器系统102内的虚线所示，超声传感器系统102可以包括超声传感器阵列103和单独的超声发送器105。在一些这样的示例中，超声发送器105可以包括超声平面波生成器，诸如下面描述的那些。
28.然而，本文公开了超声传感器系统102的各种示例，其中一些可以包括单独的超声发送器105，而其中一些可以不包括。尽管在图1中示为单独的元件，但在一些实现方式中，超声传感器阵列103和超声发送器105可以组合在超声收发器系统中。例如，在一些实现方式中，超声指纹传感器102可以包括压电接收器层，诸如聚偏二氟乙烯(pvdf)聚合物层或聚偏二氟乙烯-三氟乙烯(pvdf-trfe)共聚物层。在一些实现方式中，单独的压电层可以用作超声发送器。在一些实现方式中，单个压电层可以用作发送器和接收器两者。在包括压电层的一些实现方式中，可以在压电层中使用其他压电材料，诸如氮化铝(aln)或锆钛酸铅(pzt)。在一些示例中，超声传感器系统102可以包括超声换能器元件阵列，诸如压电微机械超声换能器(pmut)阵列、电容微机械超声换能器(cmut)阵列等。在一些这样的示例中，pmut单层阵列中的pmut元件或cmut单层阵列中的cmut元件可以用作超声发送器以及超声接收器。
29.控制系统106可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106还可以包括一个或多个存储器设备(和/或被配置用于与之通信)，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，装置101可以具有包括一个或多个存储器设备的存储器系统，尽管存储器系统未在图1中示出。控制系统106可以能够接收和处理来自超声传感器系统102的数据，例如来自超声传感器阵列103的数据。如果装置101包括单独的超声发送器105，则控制系统106可以能够控制超声发送器105，例如，如本文其他地方所公开的。在一些实现方式中，控制系统106的功能可以在一个或多个控制器或处理器之间划分，诸如在专用传感器控制器和移动设备的应用处理器之间划分。
30.装置101的一些实现方式可以包括接口系统104。在一些示例中，接口系统可以包括无线接口系统。在一些实现方式中，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106与存储器系统之间的一个或多个接口、和/或控制系统106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。
31.接口系统104可以被配置为在装置101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104可以被配置为提供控制系统106和超声传感器系统102之间的通信。根据一些这样的示例，接口系统104的一部分可以例如经由导电材料将控制系统106的至少一部分耦合到超声传感器系统102。如果装置101包括与超声传感器阵列103分离的超声发送器105，则接口系统104可以被配置为提供控制系统106的至少一部分与超声发送器105之间的通信。根据一些示例，接口系统104可以被配置为提供装置101与其他设备和/或人之间的通信。在一些这样的示例中，接口系统104可以包括一个或多个用户接口。在一些示例中，接口系统104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)接口或系统分组接口(spi))。在一些实现方式中，装置101可以包括存储器系统。在一些示例中，接口系统104可以包括控制系统106和存储器系统之间的至少一个接口。
32.该装置101可用于各种不同的上下文，本文公开了其中的一些示例。例如，在一些实现方式中，移动设备可以包括装置101的至少一部分。在一些实现方式中，可穿戴设备可以包括装置101的至少一部分。例如，可穿戴设备可以是手镯、臂带、腕带、戒指、头带或贴片。在一些实现方式中，控制系统106可以驻留在多于一个设备中。例如，控制系统106的一部分可以驻留在可穿戴设备中，而控制系统106的另一部分可以驻留在另一设备中，诸如移动设备(例如，智能手机)。在一些这样的示例中，接口系统104还可以驻留在多于一个设备中。
33.图2a是提供本文公开的一些方法的示例框的流程图。例如，图2a的框可以由图1b的装置101或类似的装置执行。与本文公开的其他方法一样，图2a中概述的方法200可以包括比所示更多或更少的框。此外，本文公开的方法的框并不一定按照指示的顺序执行。在一些示例中，本文公开的方法的一些框可以并发执行。
34.根据该示例，方法200是控制包括超声传感器的装置的方法，该超声传感器可以被配置用于感测触摸位置和/或捕获指纹的特性/或图像。根据该实现方式，框203涉及控制(例如，经由装置的控制系统，诸如图1b所示的装置101的控制系统106)超声指纹传感器以向与表面接触的目标物体发送第一超声波。该表面可以是超声触摸和/或指纹传感器表面或靠近超声触摸和/或指纹传感器所在区域的设备的表面。
35.根据一些示例，该装置可以被配置为触摸传感器系统，并且框203可以涉及控制超声指纹传感器发送超声波，以便确定相对于表面的触摸位置。在一些示例中，框203可以涉及控制超声传感器发送1mhz到30mhz范围内的超声波。例如，可以控制指纹传感器的超声发送器来发送第一超声波。
36.在该示例中，框205涉及从超声传感器接收第一超声接收器信号。第一超声接收器信号包括与第一超声波从目标物体的反射相对应的信号。在一些实施例中，可以以第一分辨率接收在框205中接收的第一超声接收器信号。第一分辨率可以是低于超声传感器可以实现的最高分辨率的分辨率。在一些示例中，第一分辨率可以是为确定表面上的触摸位置而优化的分辨率。作为特定示例，第一分辨率可以足够精细，以使得在框207中对触摸位置的确定能够在大约4mm(或另一期望水平)内。使用低于超声传感器可以实现的最高分辨率的分辨率可以提供各种益处，包括但不限于提高信噪比、更快的读出和更低的功耗。在一些示例中，超声传感器可被配置为将多个像素分箱在一起，以便在触摸感测操作期间实现较低的分辨率，其进一步细节如下所述。
37.在该实现方式中，框205涉及从超声指纹传感器接收第一超声接收器信号。第一超声接收器信号包括与第一超声波从目标物体的反射相对应的信号。
38.根据该实现方式，框207涉及获得对目标物体与装置的表面或包括该装置的设备的表面接触或接近的位置的估计。在该示例中，该装置的控制系统被配置用于获得触摸位置估计。如果需要，该装置可以包括除超声指纹传感器之外的触摸传感器，并且可以在框207中使用这样的触摸传感器来获得对触摸位置的估计。
39.在该示例中，框209涉及控制超声指纹传感器，以向目标物体发送第二超声波。根据该实现方式，框211涉及从超声指纹传感器接收第二超声接收器信号。这里，第二超声接收器信号包括与第二超声波从目标物体的反射相对应的信号。在一些实现方式中，框209和/或框211可以涉及控制超声指纹传感器，以跨超声指纹传感器的表面区域的一部分发送和接收第二超声波。作为示例，在框207中，超声指纹传感器可以在近似指纹大小或更大的区域中发送第二超声波，并且其中该区域的位置至少部分地由框207中获得的触摸位置的估计位置确定，并且包括该估计位置。作为替代或附加示例，在框211中，超声指纹传感器可以在近似指纹大小或更大的区域中接收第二超声波，并且其中该区域的位置至少部分地由框207中获得的触摸位置的估计位置确定，并且包括该估计位置。作为示例，框209和/或211涉及在沿着第一维度约0.25英寸、约0.50英寸、约0.75英寸、约1.0英寸、约1.25英寸、约1.5英寸、约1.75英寸、或约2.0英寸，以及沿着与第一维度垂直的第二维度约0.25英寸、约0.50英寸、约0.75英寸、约1.0英寸、约1.25英寸、约1.5英寸、约1.75英寸或约2.0英寸的区域上发送和/或接收超声波信号。在框209和/或211中限制超声信号被发送和/或接收的区域可以有益地减少捕获指纹图像的功耗和/或处理时间。
40.根据该示例，框213涉及至少部分地基于在框213中接收到的第二超声接收器信号和/或在框205中接收到的第一超声接收器信号来执行认证过程。在一些情况下，框213可以涉及获得与信号相对应的指纹图像数据。如本文所使用的，术语“指纹图像数据”通常可以指从超声接收器获得的数据，或基于从超声接收器获得的信号的数据。在一些情况下，指纹图像数据可以至少部分地对应于目标物体，诸如可以包括指纹的手指。指纹图像数据可以或可以不以人类可识别为图像的形式呈现。例如，指纹图像数据可以是或可以包括其中排
列和/或存储数值的数据结构。在一些示例中，数值可以对应于从超声指纹传感器、光学传感器系统、电容传感器系统等接收的信号。在一些示例中，指纹图像数据可对应于在时间窗口期间从传感器系统接收的信号。在一些情况下，指纹图像数据可以对应于从特定区域(诸如指纹接触区域)接收到的信号，其可以基于在框207中获得的估计触摸位置来确定。
41.在一些示例中，框213可以涉及从超声接收器信号中提取特征。认证过程可以至少部分地基于特征。根据一些示例，特征可以是指纹特征，诸如指纹细节的位置、方位和/或类型。在一些这样的示例中，指纹图像数据可以包括在来自传感器系统(诸如超声指纹传感器)的信号的至少一部分中检测到的一个或多个指纹特征的指示。指纹特征可以包括一个或多个指纹脊特征和一个或多个指纹谷特征。例如，指纹特征可以由诸如图1的控制系统106的控制系统检测。
42.指示指纹脊特征的信号通常可以从超声指纹传感器的传感器像素获得，该传感器像素响应于从压板/指纹脊接口反射的超声波。指示指纹谷特征的信号通常可以从响应于已经从压板/指纹谷接口反射的超声波的传感器像素获得。来自压板/指纹谷接口的反射通常将是来自压板/空气接口的反射，而来自压板/指纹脊接口的反射通常将是来自压板/皮肤接口的反射，对应于指纹脊与压板接触的区域。由于压板/指纹谷接口通常将比压板/指纹脊接口具有更高的声阻抗差，压板/指纹谷接口通常将会产生相对较高的振幅反射。
43.图2b示出了能够执行本文所述的至少一些方法的装置的横截面视图的示例。例如，装置101可以能够执行本文参考图2a描述的方法。这里，装置101是上文参考图1描述的装置101的示例。与本文所示和描述的其他实现方式一样，图2b中所示的元件类型、元件布置和元件尺寸仅作为示例示出。
44.图2b示出了从目标物体反射的超声波的示例。在该示例中，目标物体是手指206，其被发送的超声波214声波穿透。在该示例中，发送的超声波214是上文参考图2a的203和209描述的第一超声波和第二超声波的实例。这里，由超声传感器阵列103的至少一部分接收的反射超声波216是上文参考图2a的205和211描述的第一超声波和第二超声波从目标物体的反射的实例。
45.在该示例中，超声波由与超声传感器阵列103分离的超声发送器105发送。在图2b所示的示例中，装置101的至少一部分包括可以用作平面波超声发送器的超声发送器105。在一些实现方式中，超声发送器105可以包括压电发送器层，并将发送器激励电极设置在压电发送器层的每一侧。在一些示例中，超声发送器105可以是或可以包括压电层，诸如pvdf聚合物层或pvdf-trfe共聚物层。在该示例中，电极层222位于超声发送器105和钝化层224之间。根据一些示例，诸如图1的控制系统106的控制系统(图2b中未示出)可以根据经由电极层222提供的电信号来控制超声发送器105。
46.在一些示例中，超声传感器阵列103可以包括部分由tft电路形成的像素输入电极和传感器像素的阵列、诸如pvdf或pvdf-trfe的压电材料的上层压电接收器层220、以及位于压电接收器层上的上电极层(在本文中有时将被称为接收器偏置电极)。下文描述了合适的超声发送器和超声传感器阵列的示例。
47.然而，在替代实现方式中，超声传感器阵列103和超声发送器105可以组合在超声收发器阵列中。例如，在一些实现方式中，超声传感器102可以包括压电接收器层，诸如pvdf聚合物层或pvdf-trfe共聚物层。在一些实现方式中，单独的压电层可以用作超声发送器。
在一些示例中，单个压电层可以用作发送器和接收器。在一些实现方式中，可以在压电层中使用其他压电材料，诸如氮化铝(aln)或锆钛酸铅(pzt)。在一些示例中，超声传感器102可以包括超声换能器元件阵列，诸如压电微机械超声换能器(pmut)阵列、电容微机械超声换能器(cmut)阵列等。在一些这样的示例中，压电接收器层、pmut单层阵列中的pmut元件或cmut单层阵列中的cmut元件可以用作超声发送器和超声接收器。
48.在这个示例中，发送的超声波214已经从超声发送器105通过传感器堆栈218并且发送到覆盖的手指206中。在一些示例中，传感器堆栈218的各个层可以包括对可见光基本透明的玻璃或其他材料(诸如塑料或蓝宝石)的一个或多个基底。在这个示例中，传感器堆栈218包括与光源系统(未示出)耦合的基底210，根据一些实现方式，其可以是显示器的背光。在替代实现方式中，光源系统可以耦合到前灯。因此，在一些实现方式中，光源系统可以被配置用于照亮显示器和目标物体。其他实现方式可以不包括基底210。
49.在该实现方式中，基底210耦合到用于超声传感器阵列103的薄膜晶体管(tft)基底212。根据该示例，压电接收器层220覆盖超声传感器阵列103的传感器像素202，并且压板225覆盖压电接收器层220。因此，在本示例中，装置101能够通过传感器堆栈218的一个或多个基底发送超声波214，该传感器堆栈218包括具有tft基底212和压板225的超声传感器阵列103，该压板225也可视为基底。在替代示例中，超声传感器阵列103的传感器像素202可以位于基底212和超声发送器105之间。
50.根据一些示例，力传感器可以集成到超声指纹传感器的电路中。在这样的示例中，传感器像素202中的一些或全部可以对力和/或压力敏感。
51.在一些实现方式中，传感器像素202可以是透明的、部分透明的或基本透明的，使得装置101可以能够将来自光源系统的光通过超声传感器阵列103的元件进行发送。在一些实现方式中，超声传感器阵列103和相关联的电路可以形成在玻璃、塑料或硅基底上或其内。
52.再次参考图2a，在一些实现方式中，方法200可以涉及执行反欺骗过程。根据一些实现方式，方法200可以涉及取决于框213的认证过程和/或反欺骗过程(如果有的话)的结果的附加过程。例如，如果认证过程和/或反欺骗过程(如果有的话)成功结束，则控制系统可以允许访问设备和/或安全区域。在一些这样的情况下，控制系统可以解锁移动设备、膝上型计算机、门、汽车或另一设备。
53.图3a、3b和3c代表性地描绘了可能能够确定触摸位置和/或获得指纹图像的超声感测系统(诸如图1中所示的超声传感器102)的各方面。
54.如图3a所示，超声发送器105(诸如图1所示的超声发送器105)可以被分解成多个不同的分段302a、302b、...、和302n。通过这种类型的布置，超声感测系统可以在一个或多个选定分段之间发送超声波信号，而不在一个或多个未选定分段之间发送超声波信号，这可能有助于降低功耗，并可能提供其他益处。作为示例，图2a的框203和/或209可涉及从一个或多个选定分段302a、302b、...、和302n发送超声波信号。可以基于来自超声感测系统的反馈和/或基于来自其他源的反馈来选择分段(即，在发送超声信号中利用)。作为第一示例，可以基于在图2a的框207中获得的触摸位置估计来选择分段，其中包括估计的触摸位置的(多个)分段被选择和/或与包括估计的触摸位置的(多个)分段相邻的一个或多个分段被选择。作为第二示例，可以基于经由使用单独的触摸传感器获得的触摸位置估计来选择分
段。
55.在图3a的示例中，超声发送器105被划分为9
×
2的分段阵列，然而这仅仅是一个示例。一般而言，超声发送器105可以被划分为任何希望的尺寸的阵列。虽然图3a的示例示出了具有共同形状和尺寸的分段，但是超声发送器105的分段通常可以具有不同的形状和/或尺寸。如果需要，超声发送器105可以包括跨越整个超声感测系统的单个发送器分段。
56.如至少在图3b中所示，超声感测系统可包括与超声发送器分段302a、302b、...、和302n中的每一个相关联的多个触摸节点304a、...、和304n。每个触摸节点可以由多个超声传感器像素形成。尽管图3b中仅示出了分段302n，但是应当理解，超声感测系统内的其他分段也可以具有对应的触摸节点阵列。在一些实施例中，每个触摸节点具有平衡触摸感测的灵敏度要求与诸如读出复杂性和处理要求等其他考虑的物理尺寸。较小的触摸节点通常将能够在较小的区域内估计触摸的位置，但代价是更大的读出复杂性和处理要求，并最终达到人类感知和灵活性的极限。在-些实施例中，包括触摸节点304a、......、和304n的触摸节点可以是沿着第一维度约0.05英寸、约0.10英寸、约0.15英寸、约0.20英寸、或约0.25英寸，并且可以是沿着与第一维度垂直的第二维度约0.05英寸、约0.10英寸、约0.15英寸、约0.20英寸或约0.25英寸。通常，触摸节点的物理尺寸可以由包括在触摸节点内的超声传感器像素的数量、那些超声传感器像素的尺寸以及那些超声传感器像素之间的间距来确定。因此，可以通过改变包括在触摸节点内的超声像素的数量、改变超声传感器像素的尺寸、改变那些超声传感器像素之间的间距或者这些技术的组合来调整触摸节点的物理尺寸。
57.至少如图3c所示，每个触摸节点可以由多个超声传感器像素306a、...、和306n组成。在一些实施例中，每个触摸节点中的超声传感器像素306a、...、306n可在触摸感测操作期间分箱在一起，这可提高信噪比、降低读出复杂性、降低功率要求和/或提供其他此类益处。图3c具体图示了触摸节点304a和触摸节点304b。通常，任何期望数量的超声传感器像素都可以被包括在每个触摸节点内。作为示例，每个触摸节点可以包括沿第一维度具有10、15、20、25、30、35、40、45或50个超声传感器像素的阵列，以及沿与第一维度垂直的第二维度具有10、15、20、25、30、35、40、45或50个超声传感器像素的阵列。作为具体示例，每个触摸节点可以包括42
×
42超声传感器像素的阵列，这些像素可以在触摸感测操作期间被分箱在一起。通常，诸如像素306a、...、和306n的超声传感器像素可以具有任何期望的间距(即，相邻像素的中心之间的间距)。作为示例，相邻超声传感器像素的中心可以分开约20微米、约30微米、约40微米、约50微米、约60微米、约70微米、约80微米、约90微米、约100微米、约110微米、或约120微米。
58.如前所述，超声传感器可以包括交织的传感器像素，这可以有助于在指纹图像中实现相对高的分辨率，即使传感器像素的密度相对低。具有交织传感器像素的超声传感器的示例在图4a和图4b中示出。
59.如图4a和图4b所示，本文公开的超声传感器的传感器像素(诸如图1的超声传感器阵列103的传感器像素)可以具有与其他传感器像素的超声敏感区域交织的超声敏感区域。图4a图示了单一维度中的交织传感器像素的示例，而图4b图示了二维阵列中的交织传感器像素的示例。
60.如图4a图示了三个传感器像素r2、r3和r4(其可以代表行2、3和4)，其中每个具有三个插脚。如图4a所示，传感器像素r3的三个插脚403a、403b和403c被传感器像素r2的插脚
402c和传感器像素r4的插脚404a分开。通过这种类型的布置，超声传感器阵列可以能够检测到目标物体400的相对小的移动，尽管其具有相对大的像素间距(诸如，每个传感器像素的平均中心之间的距离)。具体地，目标物体400朝向传感器像素r2的相对小的移动将导致目标物体400延伸到与传感器像素r2相关联的更多区域上，并延伸到与传感器像素r4相关联的更少区域上。超声传感器阵列可以能够至少部分地通过对来自相邻和交织的传感器像素的信号进行插值来测量小于传感器像素之间的间距的偏移。因此，在图4a的示例中，在传感器像素r2、r3和r4检测到的超声信号的变化中，可以检测到在相对小的移动之后目标物体400的传感器像素插脚的重叠变化。
61.图4b是图示二维阵列中交织的传感器像素的表格。在图4b的表格中，每行标记为r1-r5，并且每列标记为c1-c5。每个单独的空间代表传感器像素插脚，也可以称为超声敏感区域。传感器像素插脚可以由诸如图5的psm的压电传感器材料形成。每个空间与特定的传感器像素相关联，并在图4b的表格中，用其关联的传感器像素的行号和列号进行标记。传感器像素的超声敏感区域r2c2被示为灰色背景，而传感器像素的超声敏感区域r2c3被示为黑色背景和白色文本。如图4b所示，二维阵列的每个传感器像素的超声敏感区域通常被其他传感器像素的超声敏感区域包围。注意，靠近或位于阵列边界的传感器像素可能具有不与其他传感器像素的超声敏感区域交织的一些超声敏感区域。然而，通过至少一个传感器像素与边缘分离的传感器像素可能具有完全交织的超声敏感区域。
62.虽然图4a图示了具有三(3)个插脚或不同超声敏感区域的传感器像素，而图4b图示了具有九(9)个插脚或不同超声敏感区域的传感器像素，但这仅仅是一种可能的布置。一般而言，本文所公开的传感器像素可以包括任何希望数量的插脚。此外，虽然图4a和图4b图示了具有共同尺寸、形状、方位和位置的超声敏感区域，但是这仅仅是一种可能的布置。如果需要，可以以各种尺寸、形状、方位和位置来提供超声敏感区域。此外，超声敏感区域的尺寸、形状、方位和/或位置可以在不同传感器像素之间或在阵列的不同部分之间变化。
63.图5代表性地描绘了用于超声指纹传感器的传感器像素的4
×
4像素阵列的各方面。例如，每个传感器像素534可以与压电传感器材料(psm)的局部区域(或多个psm区域，如结合图4a和图4b讨论的)、像素输入电极537、峰值检测二极管(d1)和读出晶体管电路(m3)相关联；这些元件中的许多或全部可以形成在基底上或基底中以形成像素电路536。实际上，每个传感器像素534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为电荷。峰值检测二极管d1可以登记由压电传感器材料psm的局部区域检测到的最大电荷量。然后，可以例如通过行选择机件、门驱动器或移位寄存器扫描像素阵列535的每一行，并且可以触发每一列的读出晶体管电路m3，以允许通过附加电路(例如，多路复用器和a/d转换器)读取每个传感器像素534的峰值电荷的大小。像素电路536可以包括一个或多个tft，以允许对传感器像素534的选通(gating)、寻址和重置，和/或允许传感器像素534与一个或多个其他附近的传感器像素534分箱。如本文所讨论的，当需要小于像素阵列535的最大分辨率时，传感器像素534的分箱可用于减少需要从像素阵列535读出的离散信号的数量。作为示例，当像素阵列535仅用于确定触摸的相对粗略位置时，可以在触摸传感器操作期间将传感器像素534的组分箱在一起，并且当像素阵列535被用于以显著更精细的分辨率测量指纹特性时，可以在指纹成像操作过程期间将传感器像素534的组单独读出(即，不分箱在一起)。像素534可以被分箱为任何希望的大小和任何希望的形状的组。仅作为一个示例，像素534可
以在触摸传感器操作期间被分箱为42
×
42像素的组。作为附加示例，像素534可以被分箱为2
×
2、4
×
4、8
×
8、10
×
10、15
×
15、20
×
20、30
×
30、40
×
40或50
×
50的组。在一些方面，像素534的组可以通过启用组中的每个像素的读出晶体管来分箱在一起，使得将分箱的组的公共列中的每个像素的电荷相加在一起。此外，该阵列可以包括像素读出电路，该像素读出电路将来自跨越阵列的多个列的分箱的像素组的电荷相加在一起(诸如，将来自多个列的电荷相加)。
64.每个像素电路536可以提供关于由超声指纹传感器检测到的物体的小部分的信息。虽然为了便于说明，图5中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像素或更高的分辨率的超声传感器可以被配置有适当比例的结构。超声指纹传感器的检测区域可以根据预期的检测物体进行选择。例如，检测区域的范围可以从单个手指的约8mm x 3mm、5mm x 5mm或9mm x 4mm到四个手指的约3英寸x 3英寸。在一些方面，超声指纹传感器与显示器相关联，并且具有延伸穿过显示器中的大部分或全部的检测区域。更小和更大的区域(包括正方形、矩形和非矩形几何形状)可以针对目标物体适当使用。
65.图6a示出了超声指纹传感器的分解图的示例。在该示例中，超声指纹传感器600a包括位于压板40下方的超声发送器20和超声接收器30。根据一些实现方式，超声接收器30可以是图1中所示和以上描述的超声传感器阵列103的示例。在一些实现方式中，超声发送器20可以是图1中所示和以上描述的超声发送器105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，并且可以被配置为用作平面波生成器。根据所施加的信号，可以通过向压电层施加电压以使该层膨胀或收缩来生成超声波，从而生成平面波。在该示例中，控制系统106可以被配置用于产生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的电压。以这种方式，可以通过压电效应改变层的厚度来产生超声波。该生成的超声波可以通过压板40朝向手指(或待检测的其他物体)传播。未被待检测物体吸收或发送的部分波可被反射，以便通过压板40传回，并被超声接收器30接收。第一和第二发送器电极24和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。
66.超声接收器30可以包括设置在基底34(也可以称为背板)上的传感器像素电路阵列32，以及压电接收器层36。在一些实现方式中，每个传感器像素电路32可以包括一个或多个基于tft或硅的元件、电互连迹线，以及在一些实现方式中，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可以被配置为将由靠近像素电路的压电接收器层36生成的表面电荷转换为电信号。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。虽然在图6a中未示出，但是应当理解，图6a的超声接收器30的特征可以是具有交织的超声敏感区域的像素，如至少结合图4a和图4b所讨论的。
67.在所示的实现方式中，接收器偏置电极39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被传递到传感器像素电路32的阵列。压电接收器层36可将从压板40的暴露(顶部)表面反射的超声能量转换为表面电荷。生成的表面电荷可耦合到像素输入电极38和下方的传感器像素电路32。电荷信号可以由传感器像素电路32放大或缓冲，并提供给控制系统106。
68.控制系统106可以(直接或间接)与第一发送器电极24和第二发送器电极26、以及与接收器偏置电极39和基底34上的传感器像素电路32电连接。在一些实现方式中，控制系
统106可以基本上如上所述地操作。例如，控制系统106可以被配置用于处理从传感器像素电路32接收的放大信号。
69.控制系统106可以被配置用于控制超声发送器20和/或超声接收器30以获得超声数据，其可以包括指纹数据。根据一些实现方式，控制系统106可以被配置用于提供诸如本文所述的功能。
70.无论超声指纹传感器600a是否包括单独的超声发送器20，在一些实现方式中，控制系统106可以被配置用于从超声数据中获得属性信息。在一些示例中，控制系统106可以被配置用于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。超声指纹传感器600a(或关联设备)可以包括包含一个或多个存储设备的存储系统。在一些实现方式中，控制系统106可以包括存储器系统的至少一部分。控制系统106可以被配置用于从超声数据中获得属性信息，并且将属性信息存储在存储系统中。在一些实现方式中，控制系统106可以被配置用于捕获指纹图像、从指纹图像中获得属性信息以及将从指纹图像中获得的属性信息(在本文中可以被称为指纹图像信息)存储在存储系统中。根据一些示例，控制系统106可以被配置用于捕获指纹图像、从指纹图像获得属性信息以及存储从指纹图像获得的属性信息，即使是在保持超声发送器20处于“关闭”状态的情况下。
71.压板40可以是可在声学上耦合到接收器的任何合适的材料，例如包括塑料、陶瓷、蓝宝石、金属和玻璃。在一些实现方式中，压板40可以是盖板，例如用于显示器的盖玻璃或透镜玻璃。尤其是在使用超声发送器20时，如果需要，可以通过相对厚的压板(例如3mm及以上)执行指纹检测和成像。根据一些这样的实现方式，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，并且可以显著地更薄。在一些这样的实现方式中，压板40可以是几十微米厚或者甚至小于10微米厚。
72.可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，在大约2.5mrayls和5mrayls之间的声阻抗)的压电聚合物。可以采用的压电材料的特定示例包括铁电聚合物，诸如聚偏二氟乙烯(pvdf)和聚偏二氟乙烯-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)的pvdf-trfe、70：30的pvdf-trfe、80：20的pvdf-trfe和90：10的pvdr-trfe。可以采用的压电材料的其它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、以及二异丙胺溴化物(dipab)。
73.可以选择压电发送器层22和压电接收器层36中的每一个的厚度，以便适合于生成和接收超声波。在一个示例中，pvdf平面压电发送器层22大约为28μm厚，而pvdf-trfe接收器层36大约为12μm厚。超声波的示例频率可以在5mhz到30mhz的范围内，具有近似毫米或更小的波长。
74.图6b示出了超声指纹传感器的替代示例的分解图。在该示例中，压电接收器层36已形成分立元件37。在图6b所示的实现方式中，每个分立元件37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，在超声指纹传感器600b的替代实现方式中，每个分立元件37、单个像素输入电极38和单个传感器像素电路32之间不一定是一一对应的。例如，在一些实现方式中，对于单个分立元件37，可以存在多个像素输入电极38和传感器像素电路32。虽然在图6b中未示出，但是应当理解，图6b的超声接收器30的特征可以是具有交织的超声敏感区域的像素，如至少结合图4a和图4b所讨论的。作为示例，分立元件47中的每一个可以
对应于传感器阵列内的不同超声敏感区域。
75.图6a和6b示出了超声指纹传感器中的超声发送器和接收器的示例布置，其他布置也是可能的。例如，在一些实现方式中，超声发送器20可以在超声接收器30上方，并因此更靠近待检测的(多个)物体。在一些实现方式中，超声发送器可以被包括在超声传感器阵列中(例如，单层发送器和接收器)。在一些实现方式中，超声指纹传感器可以包括声学延迟层。例如，声学延迟层可被并入超声发送器20和超声接收器30之间的超声指纹传感器中。可以采用声学延迟层来调整超声脉冲定时，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，选择用于延迟层的材料和/或延迟层的厚度以在反射的超声能量到达超声接收器30的时间上提供希望的延迟。通过这样做，可以使由于已被物体反射而携带关于物体的信息的能量脉冲在从超声指纹传感器的其它部分反射的能量不大可能到达超声接收器30的时间范围期间到达超声接收器30。在一些实现方式中，基底34和/或压板40可以用作声学延迟层。
76.图6c示出了超声指纹传感器的示例的分解图。在该示例中，超声指纹传感器600c包括位于压板40下方的超声收发器阵列50。根据一些实现方式，超声收发器阵列50可用作图1b所示和上文所述的超声传感器阵列103和超声发送器105两者。超声收发器阵列50可包括基本上平面的压电收发器层56，该压电收发器层被配置为用作平面波生成器。可以通过在收发器层56上施加电压来生成超声波。控制系统106可以被配置用于生成收发器激励电压，该收发器激励电压可经由一个或多个下方的像素输入电极38或一个或多个上方的收发器偏置电极59施加到压电收发器层56上。所生成的超声波可以通过压板40，朝手指或其他待检测物体传播。未被物体吸收或发送的部分波可被反射，以便通过压板40传回，并被超声收发器阵列50接收。虽然在图6c中未示出，但是应当理解，超声收发器阵列50的特征可以是具有交织的超声敏感区域的像素，如至少结合图4a和图4b所讨论的。
77.超声收发器阵列50可以包括设置在基底34上的传感器像素电路32的阵列。在一些实现方式中，每个传感器像素电路32可以包括一个或多个基于tft或硅的元件、电互连迹线，以及在一些实现方式中，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可以包括将压电收发器层56电耦合到传感器像素电路32的像素输入电极38。
78.在所示的实现方式中，收发器偏置电极59设置在压电收发器层56的靠近压板40的一侧。收发器偏置电极59可以是金属化电极，并且可以接地或偏置以控制可以生成哪些信号以及可以将哪些反射信号传递到传感器像素电路32的阵列。压电收发器层56可将从压板40的暴露(顶部)表面反射的超声能量转换为表面电荷。生成的表面电荷可以耦合到像素输入电极38和下方的传感器像素电路32。电荷信号可以由传感器像素电路32放大或缓冲，并提供给控制系统106。
79.控制系统106可以(直接或间接)电连接到收发器偏置电极59和传感器基底34上的传感器像素电路32。在一些实现方式中，控制系统106可以基本上如上所述地操作。例如，控制系统106可以被配置用于处理从传感器像素电路32接收的放大信号。
80.控制系统106可以被配置用于控制超声收发器阵列50以获得超声数据，其可以包括指纹数据。根据一些实现方式，控制系统106可以被配置用于提供诸如本文所述的功能。
81.在具有超声收发器阵列的超声指纹传感器的其他示例中，传感器基底34的背侧可
以直接或间接地附接到上方的压板40。在操作中，由压电收发器层56生成的超声波可以穿过传感器基底34和压板40，从压板40的表面反射，并在被基底传感器34上或其中的传感器像素电路32检测到之前，通过压板40和传感器基底34返回。
82.如本文所用，提及项目列表“中的至少一个”的短语是指这些项目的任何组合，包括单个成员。例如，“a、b、或c中的至少一个”旨在涵盖：a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c。
83.结合本文所公开的实现方式而描述的各种说明性逻辑、逻辑框、模块、电路和算法过程可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。硬件和软件的可互换性已在功能方面进行了一般性描述，并在上述各种说明性组件、框、模块、电路和过程中进行了说明。这种功能是在硬件还是软件中实现取决于特定的应用程序和施加在整个系统上的设计约束。
84.用于实现结合本文所公开的各方面描述的各种说明性逻辑、逻辑框、模块和电路的硬件和数据处理装置可用设计成执行本文所描述的功能的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、或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器、或者任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如dsp与微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核心协同的一个或多个微处理器、或任何其它此类配置。在一些实现方式中，特定过程和方法可以由特定于给定功能的电路来执行。
85.在一个或多个方面，所描述的功能可以在硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包括在本说明书中公开的结构和它们的结构等价物中)、或者在它们的任何组合中实现。本说明书中描述的主题的实现方式可以被实现为在计算机存储介质上编码的一个或多个计算机程序，即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者控制数据处理装置的操作。
86.如果以软件实现，则功能可以作为计算机可读介质(诸如非暂时性介质)上的一条或多条指令或代码存储或发送。本文公开的方法或算法的过程可在可驻留在计算机可读介质上的处理器可执行软件模块中实现。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，通信介质包括可以将计算机程序从一个地方发送到另一地方的任何介质。存储介质可以是计算机可以访问的任何可用介质。作为示例而非限制，非暂时性介质可包括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，或可用于以指令或数据结构的形式存储所需程序代码并可由计算机访问的任何其他介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。如本文中所使用的磁盘(disk)和光盘(disc)包括致密盘(cd)、激光盘、光盘、数字多用盘(dvd)、软盘和蓝光盘，其中磁盘往往以磁的方式再现数据，而光盘用激光以光学方式再现数据。上述的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。此外，方法或算法的操作可以作为一个或任何组合或代码和指令的集合驻留在机器可读介质和计算机可读介质上，其可以并入计算机程序产品中。
87.对本公开中描述的实现方式的各种修改对于本领域的普通技术人员来说可以是显而易见的，且在不脱离本公开的范围的情况下，本文中所定义的一般原理可应用于其它实现方式。因此，本公开不旨在限于本文所示的实现方式，而应被赋予与权利要求、本文中所公开的原理和新颖特征相一致的最广范围。“示例性”一词在本文中(如果有的话)仅用于表示“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何实现方式不一定被解释为比
其它实现方式优选或有利的。
88.本说明书中在单独实现方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实现方式中组合实现。相反，在单个实现方式的上下文中描述的各种特性也可以在多个实现方式中单独实现或在任何合适的子组合中实现。此外，尽管上文可能将特征描述为以某些组合执行甚至最初如此要求保护，但在一些情况下，可将来自所要求保护的组合的一个或多个特征从组合中去除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变化。
89.类似地，虽然在图式中按特定次序描绘操作，但此不应被理解为要求按所示的特定次序或按顺序次序执行这些操作，或执行所有所说明的操作，以实现希望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上文所描述的实现方式中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有实现方式中要求此分离，且应理解，所描述的程序组件和系统一般可一起集成在单个软件产品中或包装到多个软件产品中。另外，其它实现方式是在所附权利要求的范围内的。在一些情况下，权利要求中所述的动作可以不同次序来执行且仍然实现所希望的结果。
90.将会理解，除非明确地指出特定描述的实现方式中的任何一个中的特征彼此不兼容，或周围上下文暗示其相互排斥且不容易在补充性和/或支持性意义上进行组合，否则本公开的全部内容预期且设想那些补充性实现方式的特定特征可以选择性组合，以提供一个或多个全面、但稍许不同的技术解决方案。因此，将进一步了解，已仅借助于示例给出以上描述，且细节上的修改可在本公开的范围内进行。