CN105264542A - 用于对嵌入手指组织内的皮下结构进行三维成像的生物特征感测设备 - Google Patents

用于对嵌入手指组织内的皮下结构进行三维成像的生物特征感测设备 Download PDF

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Abstract

一种用于从指纹的特征中获取生物特征数据并且获取嵌入在手指组织内且位置与指纹相关的皮下结构的特征的系统，装置和方法。

Description

用于对嵌入手指组织内的皮下结构进行三维成像的生物特征感测设备
相关申请的交叉引用
本文件是美国(发明)非临时性专利申请，本申请要求2013年2月6日提交的并且题目为“BIOMETRICSENSINGDEVICEFORIMAGINGFINGERPRINTSANDSUBCUTANEOUSSTRUCTURESOFFINGERS,WITHPROOFOFLIFEPARAMETERDETECTION,ANDSYSTEMSANDMETHODSUSINGSAIDSENSINGDEVICE、序列号为No.(61/761,665)(确认号No.7096)，案卷编号为：SON_023P的共同未决的美国(发明)临时专利申请中的35U.S.C.119(e)下的优先权和权益，并且本文引用其全部内容作为参考。
背景技术
指纹是用于身份识别的最广泛使用的生物特征之一。通过分析由指纹传感器获取的给定的指纹图像的(诸如被称为细节的脊线和谷线的分枝或终止)结构元素(structuralelements)的相对位置和相对取向获取识别。这些特征在个人的手指或多个手指的录入模式中获取。在验证模式中，获取第二指纹并且基于细节或其他之前定义的指纹特征分析第二指纹的相似性。该细节本文中也被称为一种类型的生物特征标志。
错误识别(错误的接受或错误的拒绝)的可能性取决于指纹中被识别的细节的数量。细节的数量随着被扫描的指尖区域增大而增大。然而，对于将指纹传感器集成到移动设备(诸如手机)用于访问控制而言，小区域的指纹传感器是非常令人期望的。
美国佛罗里达棕榈滩花园的Sonavation公司生产由陶瓷复合材料制成的具有陶瓷微机电系统(MEMS)压电阵列的生物特征感测设备。当该压电材料形成直径为人类头发直径的十分之一的柱时，其具有一套独立的性质，使得当施加电场时该柱可以机械地振荡或当被机械地振动时产生电压。该压电柱以它的自然超声共振频率进行电学振动。如果指纹脊线直接处于柱上面，大部分的超声能量会被皮肤吸收，并且柱的信号阻抗会非常高。如果指纹谷线直接在柱上面，极少的能量会被吸收，并且阻抗非常低。通过将柱排列为几千个元件的矩阵，可以创建指纹的两维图像。成像ASIC电子地控制柱的振荡、指纹成像和指纹信息的数据管理。
美国专利No.7141,918描述了可操作用于指纹成像的具有上述压电阵列的生物特征感测设备。同样如本专利中描述的，已经发现该压电阵列可以在非指纹成像模式中操作以便获取其他生物特征信息，诸如在回声模式中提供成像(诸如骨骼)，或在多普勒频移模式中检测血液流动速度和血液流动模式。尽管本专利中描述的传感器是有用的，但是令人期待的是在三维超声成像模式中也运行该感测设备，以提供皮下结构的改进图像，从而在不依赖如本美国专利No.7141,918中描述的回声模式成像的生物特征识别(或医学应用)中使用。
以上的讨论仅仅针对一般的背景信息被提供，并且不打算用于作为确定权利要求的主题的范围的辅助。
发明内容
因此，本发明的目标是提供具有压电阵列的生物特征感测设备，压电阵列利用发送/捕获(pitch/catch)超声形成的图像来提供手指的皮下组织结构(诸如骨骼或脉管系统)的改进三维成像。
本发明的另一个目标是提供具有压电传感器阵列的生物特征感测设备，压电传感器阵列提供手指的皮下组织结构的改进三维图像，其中这种图像对进一步提供生命参数的证据是有用的。
简要描述，本发明包含具有压电陶瓷元件的阵列的生物特征感测设备，压电陶瓷元件的阵列在第一模式中可操作为产生指纹图像的第一数据表示，并且在第二模式中可操作为产生至少一个由发送-捕获(pitch-n-catch)超声成像形成的皮下组织结构(多个结构)(诸如骨骼或脉管系统)的三维图像的第二数据表示。来自在第一模式和第二模式中操作感测设备提供的图像可以提供用于在生物特征识别中使用的解剖学和形态学生物特征(生物特征数据)。
至少一个皮下组织结构的三维图像的第二数据代表也可以用于确定组织的弹性性质，以及生命参数或生命证据参数，即生理学信息(诸如心搏、血液流动速度和脉搏波模式)，或其他可以用于确定放置在传感器阵列上的手指是假的还是死亡的其他参数。
像捕获的指纹图像和皮下组织结构的一个或多个图像，组织的弹性性质可以提供用于在生物特征识别中使用的生物特征(生物特征数据)。因此，生物特征数据的多种类型可以利用到传感器阵列的手指的单个应用程序来获取，所述步骤可以实时完成和自动完成。
识别设备的结构类似于在美国专利No.7141918，本文中也被称为918专利，中所描述的。主题发明的实施例包括超过本文所描述的918专利的各种改进。这些改进包括那些与电子控制和数据采集相关的改进。美国专利No.7141918作为参考在本文中被采用。此外，与美国专利No.7141918相关的美国专利No.7844660和美国专利No.6720712也作为参考在本文中被采用。
本发明的简要描述只打算根据一个或多个示出性实施例提供本文公开的对象物质的简要综述，并且不充当指导以解释权利要求或定义或限定本发明的范围，本发明的范围只由附加的权利要求来定义。
附图说明
为了理解本发明的特征所使用的方式，参考某些实施例来详细描述本发明，其中一些实施例在附图中示出。然而，要注意的是，附图只示出了本发明的某些实施例，并且因此不认为是对本发明的范围的限制，因为本发明的范围可以包括其它等效的实施例。
附图不一定成比例。附图的重点是示出本发明的某些实施例的特征。在附图中，相似的数字在各种视图中被用于指示相似的部分。相似部分之间的区别可以使得这些部分用不同的数字来指示。不相似的部分使用不同的数字来指示。因此，为了本发明的进一步理解，可以参考下面的详细描述，结合附图来阅读，其中：
图1A是根据本发明的压电识别设备的俯视图的示意图；图1B是压电识别设备的侧向透视图，图中柱(元件)是均匀分布的，并且由填充材料来分隔。
图2示出了传感器阵列寻址方案的示意图，其中存在M乘N数量的元件11，沿x轴放置M行，并且沿y轴放置N列。
图3示出了耦合到计算机系统的识别设备。
图4示出了传感器阵列10和放置于接近该传感器阵列的上表面的手指30的横切面，使得手指的表面31与它的保护罩23直接接触。
图5示出了扫描孔径40，其被处理器13针对该扫描孔径的x轴(M行)和y轴(N列)维度扫描，像图2中所示。
图6A示出了发射孔径41，其被处理器13选择以形成具有沙漏形状的，具有6个发送信道的发射束或脉冲46(作为半透明体示出)。图6B示出了经信道A-F传输的发射信号。
图7A示出了接收孔径42，其被处理器13选择以接收声能(束或脉冲49)。图7B示出了经信道A-F接收的发射信号。
图8示出了组合输出信号54。
图9示出了经传感器阵列对手指内的血管50进行超声扫描。
图10示出了经传感器阵列对手指内的骨骼结构进行超声扫描。
图11示出了图3的识别设备9在经传感器阵列扫描手指时的操作，如图4、图9和图10中所示。
图12示出了传感器控制硬件和软件的简化示意图。
图13示出了用于向传感器阵列发射信号和从传感器阵列接收信号的另一种硬件。
具体实施方式
参考图1A，示出了根据本发明的压电识别设备9的示意图。识别设备9具有提供机械谐振器感测的压电元件11的传感器阵列10，传感器输入信号产生器12和处理器13。在处理器13的控制下，由输入信号产生器12产生的输入信号通过信号多路复用器15a耦合到传感器阵列10，并且传感器10的输出信号通过多路复用器15b耦合到处理器13。
处理器13处理经多路复用器15b来自(一个或多个)选择元件的输出信号，以获取可以接着存储在存储器14中的生物特征数据。生物特征数据可以包括一个或多个指纹图像，和/或一个或多个手指的皮下结构的超声图像，诸如组织弹性的皮下组织参数(一个或多个)，和/或检测到的生命证据参数，如随后下面描述的。经多路复用器15a和多路复用器15b，元件11的寻址可以经多路复用器控制器16根据用户指定的成像模式实现和/或在生命证据参数的检测中实现。尽管每个多路复用器15a和多路复用器15b是单独地示出的，但是每个多路复用器的功能可替换地设计为根据需要由两个或更多个多路复用器来提供。
传感器阵列元件11可以由锆钛酸铅(PZT)或其他具有相似性质的材料制成，优选地为，PZT1-3复合材料。压电陶瓷元件11还可以具有除了矩形以外的形状，诸如图2中示出的圆形。传感器区域10优选提供在支撑层上，诸如上述引用的专利所描述的。其他ASIC芯片可以提供图1A中示出的、与所述传感器连接的电子器件。
传感器阵列10更详细的视图在图1B中示出，其中元件11代表中间具有充填材料17的均匀分布的柱11。充填材料17可以是环氧树脂或具有微球的聚合物。发射电极(或线)19和接收电极(或线)20(见图1A)沿传感器阵列10分别设置在上方和下方。在发射电极19上面是屏蔽或保护涂层22，诸如提供上面可以放置手指尖的表面23的聚氨酯。在接收电极20下面的是支撑基板24，由诸如泡沫材料制成。
参考图2，示出了寻址方案的示意图，其中存在M乘N个元件11，沿示出的水平的x轴布置M行，并且沿示出的垂直的y轴布置N列。例如，M和N可以分别等于368和256，但是根据本发明的其他实施例，可以采用另一数量的元件及其行和列的组合。发射电极19是连接到行1到行M中的元件11的顶部的平行导体，而接收电极20是连接到列1到列N中的元件11的底部的平行导体。根据一些实施例，每个元件11为40平方微米乘100微米(深度)，因此得到具有20MHz基本频率声波元件11的密集传感器阵列10。元件11之间使用10微米的间距，并且是优选的，以便在元件之间提供50微米的总间隔。其他几何结构也可以被使用，例如，大于或小于50微米的间隔。例如，具有368行和256列的传感器可以是18.7mm乘13mm，或根据特定应用所要求的最大成像大小的其他大小。
在一些实施例中，传感器阵列10可以如美国专利No.7,489,066中所描述的方式生产，所述专利在本文中通过引用而包含于此。通过布置元件为行和列的阵列，元件11分别经多路复用器15a和多路复用器15b、通过选择电极19和电极20，对按行应用的输入信号是可以独立寻址的，然后对按列读出输出信号是可寻址的。
接地开关26被设置为耦合到所有的发射电极19，接地开关26位于边缘连接器19a和多路复用器15a之间，使得处理器13能够在需要的时候将电极19连接到地。类似地，接地开关27被设置为耦合到所有的接收电极20，接地开关27位于边缘连接器20a和多路复用器15b之间，使得处理器13能够在需要时将电极20连接到地。接地开关26和接地开关27的好处在于其避免了如美国专利No.7,141,918中所描述的附加的地和信号电极的切换，因此避免了不需要的平行于发射和接收元件11的附加电容性负载。
如下面将要描述的，处理器13在其嵌入的存储器(或存储器14)中被编程以如本文所描述的使由传感器阵列10执行的所有感测操作成为可能，至少包括指纹成像和三维超声成像。此外，处理器13可以提供常常在超声成像系统中实现的其他活动作为包括合成孔径成像的电子束形成的一部分。
参考图3，识别设备9被耦合到用于数据通信的计算机系统28，以向识别设备9发送指令和从识别设备9接收生物特征数据。计算机系统28可以是根据程序或指令来操作的任何基于微处理器的设备，其利用识别设备9经生物特征数据的识别(例如，验证和/或录入)所需的传感器阵列10来获取生物特征数据。这种计算机系统28使用从传感器收集的生物特征数据以使生物特征或标识符与系统28内的数据库或存储器匹配，或可以访问系统28。例如，计算机系统28可以是便携式识别设备的一部分、交易系统点、或任何其他需要安全生物特征感测以使得能够访问物理和/或电子资源的设备。
识别设备9在如下面描述的指纹成像模式，和三维皮下组织结构成像模式中是可操作的。
指纹成像模式
图4示出了设备9的传感器阵列10和手指30的剖面图，手指30被放置为接近该传感器阵列，使得手指的表面31与它的保护罩23直接接触。手指的这种表面31具有与保护罩23形成该直接接触的脊线32，以及与保护罩23不形成该直接接触的谷线33。当元件11被输入信号产生器12在谐振频率被发射电极19中的一个(由多路复用器控制器16通过多路复用器15a选择)驱动时，元件11的振荡被指向或发射向手指的表面31，并且产生分别如声波35和声波36图形地示出的向脊线32或谷线33的声波。输入信号激发传感器阵列10内的元件11并且引起这些元件优选以谐振频率振荡。传感器阵列10之外的现象(诸如声阻抗的存在或从外部实体(在传感器之外)的声能的反射)进一步影响传感器阵列10内的这些元件11的运动(除了输入信号激发的影响之外)。这种受外部影响的运动由电子硬件结合控制该电子硬件操作的软件来监控、测量和分析(见图12)。
由于表面31接触脊线的组织与不接触谷线之间的阻抗(或衰减/电压)差异(能够由发送该声波或波束的相同元件11检测，经由多路复用控制器16通过多路复用器15b选择的接收电极20之一)，从而提供关于元件正面对脊线还是谷线的测量。处理器12在存储器14中建立映射，其中每个由处理器12检测的元件响应(输出信号)代表存储器14中的两维指纹图像的一个像素，其中每个像素可以表示为黑色值或白色值以分别表示脊线或谷线，反之亦然。因此，从中阻抗测量的读数被转换成脊线和谷线的指纹图像。
识别设备9用于获取指纹图像的这种操作被结合引用的美国专利No.7,141,918中的图17-图12更详细地描述，美国专利No.7,141,918包含在先前提交的临时专利的附录A中，或其他所有也被作为参考引用的美国专利No.7,489,066、美国专利No.7,514,842、美国专利No.8,331,633和美国专利No.8,335,356。
优选地，传感器阵列10操作以通过检测经多路复用器15a由信号产生器12产生的应用的输入信号在谐振频率的阻抗来获得指纹，其中在每个元件11的驱动的输入信号及时停止后不久，从同一像素读取输出信号。输出信号是阻抗的代表。换句话说，元件11回响(振动)特征引起由该元件产生的电子输出信号在经多路复用器15b采样时，提供阻抗的测量。此外，针对每个元件11，两种阻抗测量可以在两种不同的频率(例如，19.8MHz和20.2MHz)产生，其中在每个频率测量的阻抗的差异被用于确定元件11正面对和接近脊线还是谷线，如引用的美国专利No.7,141,918中所描述的。
超声(发送/捕获)成像模式
识别设备9也可以在发送/捕获成像模式中操作传感器10以获取呈现到传感器10的手指内的三维超声图像。因此，主要被设计用于指纹图像捕捉的传感器可以使得能够观察提供指纹图像的相同组织内的结构，诸如血管结构(静脉血管和动脉血管)，或骨骼结构。如下面详细描述的，处理器13在该发送/捕获模式中通过串联发射器和接收器来操作传感器阵列10的多个元件11，而非如在先前引用的美国专利No.7,141,918的回声成像中的并联。
如图5中示出的，扫描孔径40被处理器13沿着x轴(或维度)和y轴(或维度)扫描，其中x维度对应图2的1到M行，并且y维度对应图2的1到N列。扫描孔径40沿着组43和组44的交叉处形成，组43具有被处理器13激活“m”数量的元件11的相邻行，以提供产生发射束的发射孔径41；组44具有被处理器13激活“n”数量的元件11的相邻列，以提供接收接收束的接收孔径42，其中接收的信号的时间延迟代表在扫描孔径40上的发射束被聚焦的和接收束被接收的组织体中的(一个或多个)结构。
扫描期间，处理器13通过选择不同的“m”行的组43和“n”列的组44沿着x维度和y维度移动扫描孔径40，其中不同的扫描孔径40可以相互重叠。针对束聚焦，对应元件11的“m”行的发射电极19被等分成“p”数量个信道，其中发射信道的数量等于“m”除以“p”。类似地，对应元件11的“n”列的接收电极20被等分成“r”数量个接收信道，其中接收信道的数量等于“n”除以“r”。在多个不同的扫描孔径扫描期间，针对多个扫描孔径40中的一个，可以在传感器10上的组织内的脉管系统的扫描期间发生的例子在图6A和图6B中示出，其中图6A代表发射循环并且图6B代表接收循环。
在图6A中，发射孔径41被处理器13选择以形成具有砂漏形状的发射束或脉冲46(作为半透明体示出)。在该例子中，“m”等于12，并且“p”等于6，形成6个发射信道A-F，每个发射信道有两行。为了能够沿着发射束46的体48以在组织表面下的一定距离聚焦束，发射(输入)信号被发射信道A-F根据行与体48的距离时间偏移地应用。如图6B中示出的，发射信号被首先应用于最外发射信道A和F的行中，接着被应用于次外发射信道B和E的行中，并且接着最后被应用于最中心的发射信道C和D的行中。
因此，发射束46形成发射孔径41，其将在几乎相同的时间到达，从而沿着预期的其中可以包含感兴趣的对象或结构(诸如血管50)的体48聚焦发射束46。在形成发射束46期间，不在发射孔径41中使用的元件11的所有其他的行是非活动的。血管可以完全或可以不完全地包含在发射束46中。在该发射循环期间，开关27被处理器13切换到地面以使接收电极20接地，而开关26不调到地面。
当发射束46被发射进手指30的组织，以及发射电极19结束的附加时间之后，沿着多个“m”行的发射元件11(即，他们的电极19)被处理器13经开关26切换到地面，并且开关27不调到地面。接收循环可以接着开始。
图7A示出了由处理器13选择以接收具有砂漏形状的束或脉冲49的接收孔径42的例子。在该例子中，“n”等于12，并且“r”等于6，形成6个接收信道A-F，每个接收信道有两列。为了沿着组织表面下面的体52聚焦接收束，根据列与体52的距离从接收信道A-F中时间偏移地读取(或检测)接收(输出)信号。如图7B中示出的，接收信号首先从最外接收信道A和F的列中读取，接着从次外接收信道B和E的列中读取，并且接着最后从最中心的信道C和D的列中读取。
因此，由接收孔径42的元件11接收的束将从预期的体52(其在该例子中包括部分血管50)在几乎相同的时间到达。来自全部接收信道A-F的信号被根据图7B中示出的接收的时间偏移来对齐，并且被处理器13中的束形成器53合成以形成如图8中示出的针对扫描孔径40的合成的输出信号。
在从接收信道A-F接收输出信号期间，不在接收孔径42中的元件11的所有其他列是非活动的。接收束49正交于发射束46，并且是他们沿发射孔径41和接收孔径42的交叉部分定义了有效的发送/捕获扫描孔径40。
处理器13在与停止的发射束被反向散射反射向传感器10使期望的对象或结构成像之后的往返时间相关联的取样间隔期间从元件11的“n”列接收信号。在取样间隔期间来自束形成器53的合成输出信号的时间延迟代表了与传感器阵列10的距离，并且在取样间隔期间沿着取样的z维度不同深度处的信号的振幅或值54被处理器13以与该扫描孔径40相关联的x，y，z坐标记录在存储器14中。虽然处理器13可以接收涵盖扫描孔径40整个深度的合成输出信号，但是处理器13在存储器14中记录涵盖扫描孔径40的交叉的体48和体51的体深度的期望范围的信息，以提供具有可以位于来自传感器阵列10的所述期望的深度范围之内的感兴趣的结构的三维超声图像。
图8示出了沿z轴在与沿扫描孔径40中心的传感器10一定距离处的血管50对束形成信号的影响，其中沿x轴的坐标的+/-振幅值54在共同的y位置以接收孔径42为中心。(血管直径的外边界之间的信号的振幅也可以由处理器13来处理以提供在该x，y坐标处通过的流的速度信息作为生命(vital)参数使用)。换句话说，沿该传感器阵列11的两维(2D)扫描内的两个正交的轴x和轴y引导该发射束46。被定义为轴向或z-轴的第三个轴由处理器13通过引起反向散射声波的皮下组织的到达时间分析获取。
处理器将沿来自位于x,y坐标处的传感器10的z轴获取的振幅54的取样点处的信息增加到沿x维度和y维度的存储器14中的映射中，从而建立皮下结构的三维超声图像。从z中的时间历史和y中的接收孔径42位置获取沿x，z平面的全2Dx，y图像。换句话说，该2D图像为给定的扫描孔径40提供反向散射的超声的全3D体表示的沿x，z平面的切片。当针对每个新的位置扫描接收孔径的同时沿x轴扫描，从而创造指尖对象的全体表示。在该接收循环期间，开关26被处理器13切换到地面以使发射电极19接地，而开关27不调到地面。
处理器13接着沿涵盖在传感器阵列10上面的组织体的x维度和y维度针对不同扫描孔径40重复该处理，提供沿扫描孔径的x，z平面的多个切片以完成皮下结构的三维超声图像。
用于超声成像的三维波束成形在C.E.Demore等人的RealTimeVolumeImagingUsingaCrossedElectrodeArray,IEEEUFFCTransvol.56(6)1252-1261中被描述，但迄今为止还没有由压电元件的传感器阵列来提供。<作为参考引用？>
如上描述的，发射电极19与接收电极20的接地针对每个扫描孔径40的接收循环和发射循环交替进行。由于血管结构和骨骼结构在组织中相对传感器10处于不同深度处，针对皮下的取样间隔可以被设定为提供如图9中示出的手指30的脉管系统的三维超声图像，或者如图10中示出的手指30的骨骼结构的三维超声图像，从而使不同类型的皮下结构能够三维成像。手指的组织中的其他结构可以类似地按需求成像。
不同于指纹模式中每次仅仅一个发射元件11被使用，在超声发送和捕获模式中，“n”个邻近的发射器(发射元件11)的子组是活动的，在常常被称为方位轴的横向提供电子聚焦的束46。在常常被称为高度方向的正交方向，接收孔径49经多路复用器15b被选为“m”个电极20的子组，因此用于发射和接收的有效孔径成为分别为发射孔径41和接收孔径42之间的空间交会部分。只有M个接收电极20的子组“m”经多路复用器15b被连接到一组“m”个接收放大器和信号处理链，用于波束成形和处理器13的进一步的反向散射分析。
在指纹模式中，所有可用的M个接收信道被并联使用来提供数据采集的最大速度。所有的电极被连接到从处理器13到接地开关26和接地开关27的可编程的信号。因此在超声成像模式中接收电极19在发射循环或发射阶段是接地的，而在所有发射元件11接地的接收阶段期间不接地。
如所期望的常常在典型的超声成像系统中那样，通过分析血管中x，y，z坐标处的两个或更多个的超声图像中的变化，可检测(一个或多个)生命证据参数(诸如细胞通过血管的速度或流动、心搏、或流动模式)。
参考图11，识别设备9的操作现在将要被描述以为了识别(或验证)或如图4、图9和图10中所示的呈现给传感器阵列的对象的手指30。首先，在指纹图像模式中，传感器阵列10被处理器13操作沿着手指30的表面捕获指纹的图像(二维表示)(步骤60)，如上描述的，捕获的图像被作为细节(生物特征指纹标识符)以相对和局部传感器x，y坐标存储在存储器14中(步骤64)。可选择地，或额外地，指纹图像可以存储在存储器14中，和/或发送给计算机系统28。
接下来，识别设备9被切换为三维超声/体成像模式。手指30的皮下指尖血管结构的图像接着被捕获于存储器14中(步骤61)，并且被处理器13处理以获取标识符的生物特征数据，该数据以相对和局部传感器x，y，z坐标唯一地表征手指的所有或主要皮下血管结构的曲率和/或形状。图像中的其他组织特征也可以提供生物特征标识符，诸如组织斑点。可选择地，或额外地，三维超声图像可以存储在存储器14中，和/或发送给计算机系统28。
在步骤62，从存储在存储器14中的超声图像测量皮下组织参数。超声图像可以由处理器13处理以通过将压力施加到指尖并且利用典型的超声弹性成像估算组织中的应力来确定组织的弹性性质。反过来，利用已知的组织弹性可以从组织应力估算施加的压力。该弹性测量代表存储在存储器14中的另一个生物特征标识符。
处理器13使用来自存储在存储器14中的步骤61中的三维超声图像确定可以用于降低对象的手指为假的或死亡的风险的一个或多个生命(vital)参数，诸如血液流动、血管壁脉搏波和心率参数。一个或多个生命(vital)参数中的每一个与存储在存储器14(或者由如果发送到其中的计算机系统28)中的一个或多个阈值对比，如果不吻合，表明对象的手指30可以是假的或死亡的。血液流动可以用超声流动检测的常用过程识别，诸如在J.A.Jensen,EstimationofBloodFlowusingUltrasound,CambridgeUniversityPress,1996中，或者R.S.C.Cobbold,FoundationsofBiomedicalUltrasound,OxfordUniversityPress,2007中所描述的。除了识别血液流动，血液平均速度或最大速度以及流动谱被获取。从脉冲或连续波超声的低频率变化检测心率和血管壁运动。
皮下指尖骨骼结构的图像接着被捕获和存储在存储器14中(步骤63)，并且被处理器13处理以获取标识符的生物特征数据，该数据以相对的局部传感器x，y，z坐标唯一地识别手指的皮下骨骼结构(步骤65)。手指骨骼结构如生物特征一样有用，特别如果是骨骼曲率或其他骨骼形状标识符。
来自指纹、血管图像、骨骼结构图像和弹性参数的生物特征数据的标识符连同生命证据参数的确定一起在步骤66处被提供给计算机系统28。计算机系统28存储之前捕获的录入对象的手指的生物特征数据的标识符的安全识别信息的数据库，并且尝试将在步骤60-63处获取的生物特征数据的标识符映射到这种安全识别信息(步骤66)。针对每个尝试的映射计算分数(步骤67)，并且当映射分数中的一个超过阈值水平时，可以认为确认识别。附加的生物特征数据标识符的使用比针对小区域皮下生物特征图像的指纹增加了正确接受和正确拒绝的概率。
如果处理器13(或计算机系统28)检测到生命参数的证据的一个或多个在它们存储在存储器14中相应的(一个或多个)可接受临界值之外时，识别过程结束，并且通知计算机系统28的操作员。
可选择地，或额外地，指纹，和/或血管结构和骨骼结构的三维超声图像的一个或多个可以存储在存储器14中，和/或发送给计算机系统28用于在其存储器中存储。此外，由处理器13进行以提供生物特征标识符的(一个或多个)图像的全部或部分处理可以在如果该图像被提供给系统28时由计算机系统28来执行，其像处理器13一样根据它的存储器中的能够实现这种操作的程序或软件来操作。
为了录入对象而不是用于验证，步骤60-步骤65也要被执行，并且来自这些步骤的生物特征数据被发送到计算机系统29，用于连同其它与对象有关的输入识别信息(例如，姓名、面部图片、部门等)一起储存在计算机系统28的安全信息的数据库中，用于以指纹识别系统的典型方式将来在生物特征识别中使用。如果处理器13(或计算机系统28)检测到生命证据参数的一个或多个在它们存储在存储器14中相应的可接受(一个或多个)阈值之外时，录入过程结束，并且通知计算机系统28的操作员。
识别设备9可以提供其他成像或生命参数检测。例如，非常大的孔径40未聚焦的束(发射信道和接收信道不是时间偏移的)可以被用于检测心搏。从心搏中，小波(时间频率模式)可以由处理器13来构造。该小波可以接着被用于识别与动脉血液流动相关联的脉动区域，通过提供时域滤波来支持生物特征识别。此外，平行重叠的发射束和接收束，以及非重叠的平行的发射束和接收束，而不是如上描述的正交的发射束和接收束，可以被使用，诸如对检测和监控三维中相关的流动是有用的。
尽管扫描孔径40被描述为沿x维度和y维度固定的大小，但是可以使用利用可变孔径搜索皮下特征，其中首先使用更宽的束粗扫描皮下生物特征的区域；只有被处理器13识别的区域才使用更小的扫描孔径的高分辨率扫描来扫描，正如上述联合图5到图8所描述的。被识别的区域可以通过具有超过指示可能的对象检测的阈值的像素值(或空间分布)来识别。
可以利用任何常用的超声分析来分析本文所描述的一个或多个超声三维图像，以提供附加的生物特征信息或医学信息。因此，将生物医学超声应用到指尖可以被用于提取组织的解剖学性质、形态学性质和生理学性质；每一个性质可以增加用于个人识别和生命证据的生物特征的数量。由传感器10提供的超声图像尽管被描述为用于识别，其可以以超声图像的典型方式用于医学应用。
图12是传感器控制硬件和软件的简化示意图。如示出的，中央处理单元(CPU)13，本文也称为处理器13，被电子地附接到系统总线70，本文也称为总线70。存储器14、信号产生器12、控制器16和信号处理器76也被电子地附接到总线，并且可以由处理器13经总线70寻址。存储器14，代表如经总线70从处理器13可寻址的一个或多个存储器部件来实现的存储器。优选地并且在一些实施例中，处理器13可以寻址其他不一定附接到总线70、并且可以经除了总线70以外的方式被寻址的存储器部件。
虚拟存储器72，代表处理器可寻址的和可访问的存储器，被实现为存储器14或其他非总线附接的存储器。虚拟地址空间74存储被解释为CPU指令的数字逻辑和处理器可寻址数据。传感器控制软件74被存储在虚拟存储器72内，并且被配置为控制信号的传送，并且被配置为控制经处理器13、控制器16、信号产生器12和信号处理器76接收来自传感器阵列10的信号。
在一些实施例中，控制器16与像如图1A中示出的多路复用器15a-15b的多路复用器(“mux”)相连。因为处理器也与控制器16经总线70相连，因此传感器经处理器13控制软件74，也经控制器16执行多路复用器15a-15b的控制。
在其他实施例中，如图13中示出的，控制器16与基于非多路复用器的硬件相连，以向传感器阵列10发送信号或从传感器阵列10接收信号。因为处理器也经总线70与控制器16相连，传感器经处理器13控制软件74，经控制器16执行基于非多路复用器硬件的控制。
传感器控制软件74被配置为在第一模式中可操作为获取编码手指的指纹的至少一个二维图像的第一组数据。软件74还可以被配置为在第二模式中可操作为获取第二组数据，该第二组数据编码位于嵌入手指内的组织内的一个或多个皮下组织结构的至少一个三维图像表示。
此外，软件识别在指纹内和嵌入手指内的皮下组织内的生物特征信息，诸如生物标记。除了细节，其他生物标记包括相对于一个选定的指纹细节位置的血管结构或骨骼结构的最接近的三维坐标。这些生物标记之间的相对位置由三维笛卡尔坐标来表示。在其他实施例中，其他度量(诸如那些采用角度和距离的度量)被采用以量化指纹内的，皮下组织内的和/或指纹和皮下组织之间的生物标记之间的相对位置。
关于血管结构和骨骼结构，沿外表面的点的位置坐标和/或沿到血管结构或骨骼结构的相交平面的中心点的位置坐标被确定和记录为生物特征标记。
在一些实施例中，在血管皮下结构内的生物标记的初始映射后，进行一个或多个生物特征标记随时间的第二映射、第三映射和可能地第四映射，以识别皮下组织的部分的动态性质。
例如，随时间变化的生物标记的位置(诸如那些与血管结构相关联的)可以被记录和分析以确定指示心搏的存在和/或心搏的频率的运动的模式，以及可选择地确定通过血管结构的血液流动量或脉搏波模式。这种分析也可以确定弹性性质，诸如血管结构的扩张测量和收缩测量。
除了皮下组织内的生物特征标记的动态性质的测量，较低动态的静态表示，以及指纹和皮下组织内的相对静态的生物特征标记被测量和结合以表示人的整体静态的生物特征，其被采用用于后来与从未识别的人中获取的生物特征信息相对比，以执行生物特征匹配。
在一些实施例中，生物特征匹配包含匹配分数的计算。如果该匹配分数等于或超过最小分数值，则身份匹配发生并且结果是，当前具有未经证明身份的人极有可能是生物特征数据已经被之前联合本发明的系统获取、注册并且随后被匹配的人。
同样地，如果该匹配分数小于最小分数值，则身份匹配不发生并且结果是，当前具有未经证明身份的人不太可能是生物特征数据已经被之前联合本发明的系统获取和注册的人。
图13示出了用于向传感器阵列10发射信号和从传感器阵列10接收信号的另一种替代硬件。示出了根据本发明的替代实施例的压电识别设备的俯视图。
如示出的，多路复用器15a-15b分别被基于非多路复用器的电子硬件部件85a-85b替换。部件85a包括CMOS驱动器并且被配置用于促进信号从信号产生器12到传感器阵列10的元件11的传送。多路复用器的使用增加了显著的且不需要的电容，当从传感器阵列10产生超声能量时，该方式降低了传感器阵列10的使用。
当部件85b正从传感器阵列10中接收信号时，基于非多路复用器的电子硬件85a反而采用CMOS驱动器用于周期性地切换向传感器阵列10的信号的发射，而非到接地电位。类似地，当部件85a正向传感器阵列10发射信号时，基于非多路复用器的电子硬件85b反而采用前置放大器用于接收信号并且周期性地切换来自传感器阵列10的信号的接收，到接地电位。
换句话说，在通过(Tx)线路19的信号传送期间，接收(Rx)线路20被钳位到地面，并且当通过(Rx)线路20接收信号时，发射(Tx)线路19被钳位到地面。这容许接地电位在信号传送(Tx)序列期间将多路复用器(mux)钳位在低阻抗接收(Rx)线路20上，并且容许控制传送(Tx)驱动器以在信号接收序列期间钳位传送(Tx)线。因此，尽管所述钳位的多路复用器(mux)可以在85a-85b内被采用，这些部件85a-85b基本是由非多路复用器电子硬件部件中实现的，并且结果是，在本文中被称为基于非多路复用器的硬件。
在其他实施例中，通过将接收(Rx)钳位的多路复用器(多路复用器)替换为反极性驱动的传送(Tx)驱动器，H-桥传送驱动器可以被采用。在这种类型的配置中，在(Rx)线路上的第二传送(Tx)驱动器在信号(Rx)接收期间将要被放置到三态，而相反的传送(Tx)驱动器将要钳位到接地电位。
从前面的描述中，明显已经提供了同样用于生物特征识别的改进的生物特征感测设备、生物特征系统和生物特征方法。作为整体被示出的描述将被作为本发明的例证性范围而不是作为本发明的范围的限制。在本发明范围内的这种变化、修改和延伸对于本领域的技术人而言将会无疑地变得明显。
该书面描述使用例子来公开本发明，包括最好的模式，并且也使得任何本领域的技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何设备或系统以及执行任何引用的方法。本发明可取得专利权的范围由权利要求定义，并且可以包括发被本领域技术人员想到的其他例子。这种其他例子预期在权利要求范围内：如果他们具有没有与权利要求的字面语言相区别的结构元件，或者如果他们包括与权利要求的字面语言相等的具有无实体差异的多个结构元件。

Claims (11)

1.一种生物特征感测装置，包括：
压电陶瓷元件的阵列；
用于激发所述元件和用于监控每个所述元件的运动的一组电子设备；
所述电子设备和所述元件在第一模式中可操作以用于获取第一组数据，该第一组数据编码手指的指纹的至少一个二维图像，并且在第二模式中可操作以用于获取第二组数据，该第二组数据编码位于嵌入在所述手指内的组织内的一个或多个皮下组织结构的至少一个三维表示，并且其中
所述电子设备被软件控制，所述软件被配置用于识别生物特征标记和用于记录在所述指纹和一个或多个所述皮下组织结构之内和之间的生物特征标记之间的相对位置的定量表示。
2.根据权利要求1所述的生物特征感测装置，其中所述第二组数据被采用以识别和定位在所述皮下组织内的血管结构。
3.根据权利要求1所述的生物特征感测装置，其中所述第二组数据被采用以识别和定位在所述皮下组织内的骨骼结构。
4.根据权利要求1所述的生物特征感测装置，其中所述第二组数据被采用以确定所述皮下组织的动态性质，所述动态性质是随时间变化的性质。
5.根据权利要求4所述的生物特征感测装置，其中所述动态性质包括所述皮下组织的弹性性质。
6.根据权利要求4所述的生物特征感测装置，其中所述动态性质被采用以测量心搏的频率。
7.根据权利要求4所述的生物特征感测装置，其中所述动态性质被采用以测量通过血管结构的血液流的存在或血液流的量。
8.根据权利要求4所述的生物特征感测装置，其中所述动态性质被采用以便测量与血管结构相关联的脉搏波模式的存在或脉搏波模式的量。
9.根据权利要求1所述的生物特征感测装置，其中一组所述生物特征标记由后来被采用用于生物特征匹配的表征分数来表示。
10.一种生物特征感测系统，包括：
压电陶瓷元件的阵列；
用于激发所述元件和用于监控每个所述元件的运动的一组电子设备；
所述电子设备和所述元件在第一模式中可操作以用于获取第一组数据，该第一组数据编码手指的指纹的二维图像，并且在第二模式中可操作以用于获取第二组数据，该第二组数据编码位于嵌入在所述手指内的组织内的一个或多个皮下组织结构的至少一个三维表示，并且其中
所述电子设备被软件控制，所述软件被配置用于识别生物特征标记和用于记录在所述指纹和一个或多个所述皮下组织结构之内和之间的生物特征标记之间的相对位置的定量表示。
11.一种用于感测生物特征信息的方法，包括：
提供压电陶瓷元件的阵列；
提供用于激发所述元件和用于监控每个所述元件的运动的一组电子设备；并且其中
所述电子设备和所述元件在第一模式中可操作以用于获取第一组数据，该第一组数据编码手指的指纹的二维图像，并且在第二模式中可操作以用于获取第二组数据，该第二组数据编码位于嵌入在所述手指内的组织内的一个或多个皮下组织结构的至少一个三维表示，并且其中
所述电子设备被软件控制，所述软件被配置用于识别生物特征标记和用于记录在所述指纹和一个或多个所述皮下组织结构之内和之间的生物特征标记之间的相对位置的定量表示。
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Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106897715A (zh) * 2017-03-31 2017-06-27 努比亚技术有限公司 一种指纹解锁处理方法及移动终端
CN109195717A (zh) * 2016-05-10 2019-01-11 应美盛公司 超声换能器二维阵列的发射波束成形
CN110036302A (zh) * 2016-12-14 2019-07-19 赛普拉斯半导体公司 采用多模式扫描的电容性感测
US10670716B2 (en) 2016-05-04 2020-06-02 Invensense, Inc. Operating a two-dimensional array of ultrasonic transducers
US10755067B2 (en) 2018-03-22 2020-08-25 Invensense, Inc. Operating a fingerprint sensor comprised of ultrasonic transducers
US10860831B2 (en) 2017-06-01 2020-12-08 Invensense, Inc. Image generation in an electronic device using ultrasonic transducers
US10936843B2 (en) 2018-12-28 2021-03-02 Invensense, Inc. Segmented image acquisition
US10936841B2 (en) 2017-12-01 2021-03-02 Invensense, Inc. Darkfield tracking
US10984209B2 (en) 2017-12-01 2021-04-20 Invensense, Inc. Darkfield modeling
US10997388B2 (en) 2017-12-01 2021-05-04 Invensense, Inc. Darkfield contamination detection
US11112388B2 (en) 2016-05-10 2021-09-07 Invensense, Inc. Operation of an ultrasonic sensor
US11151355B2 (en) 2018-01-24 2021-10-19 Invensense, Inc. Generation of an estimated fingerprint
US11154906B2 (en) 2016-05-10 2021-10-26 Invensense, Inc. Receive operation of an ultrasonic sensor
US11176345B2 (en) 2019-07-17 2021-11-16 Invensense, Inc. Ultrasonic fingerprint sensor with a contact layer of non-uniform thickness
US11188735B2 (en) 2019-06-24 2021-11-30 Invensense, Inc. Fake finger detection using ridge features
US11216681B2 (en) 2019-06-25 2022-01-04 Invensense, Inc. Fake finger detection based on transient features
US11216632B2 (en) 2019-07-17 2022-01-04 Invensense, Inc. Ultrasonic fingerprint sensor with a contact layer of non-uniform thickness
US11232549B2 (en) 2019-08-23 2022-01-25 Invensense, Inc. Adapting a quality threshold for a fingerprint image
US11243300B2 (en) 2020-03-10 2022-02-08 Invensense, Inc. Operating a fingerprint sensor comprised of ultrasonic transducers and a presence sensor
US11288891B2 (en) 2016-05-10 2022-03-29 Invensense, Inc. Operating a fingerprint sensor comprised of ultrasonic transducers
US11328165B2 (en) 2020-04-24 2022-05-10 Invensense, Inc. Pressure-based activation of fingerprint spoof detection
US11392789B2 (en) 2019-10-21 2022-07-19 Invensense, Inc. Fingerprint authentication using a synthetic enrollment image
US11440052B2 (en) 2016-05-04 2022-09-13 Invensense, Inc. Two-dimensional array of CMOS control elements
US11460957B2 (en) 2020-03-09 2022-10-04 Invensense, Inc. Ultrasonic fingerprint sensor with a contact layer of non-uniform thickness
US11471912B2 (en) 2016-05-10 2022-10-18 Invensense, Inc. Supplemental sensor modes and systems for ultrasonic transducers
US11651611B2 (en) 2016-05-04 2023-05-16 Invensense, Inc. Device mountable packaging of ultrasonic transducers
US11673165B2 (en) 2016-05-10 2023-06-13 Invensense, Inc. Ultrasonic transducer operable in a surface acoustic wave (SAW) mode

Families Citing this family (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9396382B2 (en) * 2012-08-17 2016-07-19 Flashscan3D, Llc System and method for a biometric image sensor with spoofing detection
US10726231B2 (en) 2012-11-28 2020-07-28 Invensense, Inc. Integrated piezoelectric microelectromechanical ultrasound transducer (PMUT) on integrated circuit (IC) for fingerprint sensing
US9618405B2 (en) 2014-08-06 2017-04-11 Invensense, Inc. Piezoelectric acoustic resonator based sensor
US9114977B2 (en) 2012-11-28 2015-08-25 Invensense, Inc. MEMS device and process for RF and low resistance applications
US10497747B2 (en) 2012-11-28 2019-12-03 Invensense, Inc. Integrated piezoelectric microelectromechanical ultrasound transducer (PMUT) on integrated circuit (IC) for fingerprint sensing
US9511994B2 (en) 2012-11-28 2016-12-06 Invensense, Inc. Aluminum nitride (AlN) devices with infrared absorption structural layer
EP2954458A4 (en) * 2013-02-06 2016-11-09 Sonavation Inc BIOMETRIC DETECTION DEVICE FOR THREE-DIMENSIONAL IMAGING OF SUBCUTANEOUS STRUCTURES INTO FINGER TISSUE
US9754149B2 (en) * 2013-04-01 2017-09-05 AMI Research & Development, LLC Fingerprint based smart phone user verification
US10121049B2 (en) 2013-04-01 2018-11-06 AMI Research & Development, LLC Fingerprint based smart phone user verification
CN104091107B (zh) * 2014-07-21 2018-01-16 友达光电股份有限公司 身份辨识装置及身份辨识装置的操作方法
KR102356453B1 (ko) * 2014-08-29 2022-01-27 삼성전자주식회사 지문 인식 센서 및 이를 포함하는 지문 인식 시스템
US9633269B2 (en) 2014-09-05 2017-04-25 Qualcomm Incorporated Image-based liveness detection for ultrasonic fingerprints
US9995821B2 (en) * 2014-10-15 2018-06-12 Qualcomm Incorporated Active beam-forming technique for piezoelectric ultrasonic transducer array
WO2016061406A1 (en) * 2014-10-15 2016-04-21 Qualcomm Incorporated Superpixel array of piezoelectric ultrasonic transducers for 2-d beamforming
KR102402146B1 (ko) * 2015-04-21 2022-05-26 삼성전자주식회사 지문 감지 방법 및 장치
JP6606854B2 (ja) * 2015-04-30 2019-11-20 セイコーエプソン株式会社 超音波デバイスユニットおよびプローブ並びに電子機器および超音波診断装置
US9424456B1 (en) 2015-06-24 2016-08-23 Amazon Technologies, Inc. Ultrasonic fingerprint authentication based on beam forming
US10387704B2 (en) * 2015-06-29 2019-08-20 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for enabling the touchscreen display of a mobile device
CN106407870A (zh) * 2015-07-28 2017-02-15 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 一种指纹识别方法及用户设备
US9928398B2 (en) 2015-08-17 2018-03-27 Invensense, Inc. Always-on sensor device for human touch
US9722793B2 (en) * 2015-09-09 2017-08-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Personal identification via acoustically stimulated biospeckles
US9726755B2 (en) 2015-09-23 2017-08-08 Qualcomm Incorporated Spoof detection by ultrasonic subdermal probe
US10140534B2 (en) * 2015-09-26 2018-11-27 Qualcomm Incorporated Ultrasonic imaging devices and methods
US10497748B2 (en) 2015-10-14 2019-12-03 Qualcomm Incorporated Integrated piezoelectric micromechanical ultrasonic transducer pixel and array
US9639734B1 (en) 2015-11-13 2017-05-02 Cypress Semiconductor Corporation Fingerprint sensor-compatible overlay material
US10832029B2 (en) 2015-11-13 2020-11-10 Cypress Semiconductor Corporation Sensor-compatible overlay
US10282585B2 (en) 2015-11-13 2019-05-07 Cypress Semiconductor Corporation Sensor-compatible overlay
CN105512636A (zh) * 2015-12-19 2016-04-20 南京福瑞林生物科技有限公司 活体指纹识别装置及方法
KR101678012B1 (ko) * 2016-02-05 2016-11-21 주식회사 베프스 생체정보 인식장치 및 상기 생체정보 인식장치의 스캐닝 방법
KR101730842B1 (ko) * 2016-02-05 2017-04-27 주식회사 베프스 복수의 압전 소자를 선택적으로 활성화 시키는 방법 및 이를 위한 생체정보 인식장치
US11020058B2 (en) * 2016-02-12 2021-06-01 Qualcomm Incorporated Methods and devices for calculating blood pressure based on measurements of arterial blood flow and arterial lumen
CN105760851B (zh) * 2016-03-10 2018-03-02 广东欧珀移动通信有限公司 一种指纹识别的方法及终端
KR101661634B1 (ko) * 2016-03-11 2016-09-30 주식회사 베프스 복수의 압전 소자를 선택적으로 활성화 시키는 방법 및 이를 위한 생체정보 인식장치
KR101661642B1 (ko) 2016-03-11 2016-09-30 주식회사 베프스 생체정보 인식장치 및 상기 생체정보 인식장치의 스캐닝 방법
FR3049090B1 (fr) * 2016-03-21 2021-06-25 Sebastien Jean Serge Dupont Dispositif d'authentification biometrique adaptatif par echographie, photographies en lumiere visible de contraste et infrarouge, sans divulgation, a travers un reseau informatique decentralise
US10325915B2 (en) 2016-05-04 2019-06-18 Invensense, Inc. Two-dimensional array of CMOS control elements
US10656255B2 (en) 2016-05-04 2020-05-19 Invensense, Inc. Piezoelectric micromachined ultrasonic transducer (PMUT)
US10366269B2 (en) * 2016-05-06 2019-07-30 Qualcomm Incorporated Biometric system with photoacoustic imaging
US10235551B2 (en) 2016-05-06 2019-03-19 Qualcomm Incorporated Biometric system with photoacoustic imaging
US10632500B2 (en) 2016-05-10 2020-04-28 Invensense, Inc. Ultrasonic transducer with a non-uniform membrane
US10408797B2 (en) 2016-05-10 2019-09-10 Invensense, Inc. Sensing device with a temperature sensor
US10600403B2 (en) 2016-05-10 2020-03-24 Invensense, Inc. Transmit operation of an ultrasonic sensor
US10387706B2 (en) * 2016-09-05 2019-08-20 Nanchang O-Film Bio-Identification Technology Co., Ltd. Ultrasonic transducer of ultrasonic fingerprint sensor and manufacturing method thereof
US10192093B2 (en) * 2016-09-05 2019-01-29 Nanchang O-Film Bio-Identification Technology Co., Ltd. Ultrasonic fingerprint sensor package
US10346663B2 (en) * 2016-09-05 2019-07-09 Nanchang O-Film Bio-Identification Technology Co., Ltd Fingerprint sensor and fingerprint identification module comprising the same
US10192094B2 (en) * 2016-09-05 2019-01-29 Nanchang O-Film Bio-Identification Technology Co., Ltd Ultrasonic fingerprint sensor package, ultrasonic fingerprint identification device and electronic device
US10268866B2 (en) * 2016-09-05 2019-04-23 Nanchang O-Film Bio-Identification Technology Co., Ltd. Ultrasonic probe and manufacturing method of the same and ultrasonic fingerprint recognition device
CN106446817B (zh) * 2016-09-18 2018-03-20 京东方科技集团股份有限公司 指纹识别器件、触摸显示面板和指纹识别器件驱动方法
CN106529463B (zh) * 2016-10-28 2019-04-23 京东方科技集团股份有限公司 一种指纹识别显示面板、显示装置和指纹识别方法
WO2018126081A1 (en) * 2016-12-28 2018-07-05 Shadd Warren M Systems and methods for biometrically authenticating a user using authentication data and liveness data
WO2018151547A1 (ko) * 2017-02-16 2018-08-23 주식회사 베프스 생체정보 인식 장치 및 이를 이용한 생체정보 인식 방법
US11374929B2 (en) 2017-03-21 2022-06-28 Global E-Dentity, Inc. Biometric authentication for an augmented reality or a virtual reality device
US10880303B2 (en) 2017-03-21 2020-12-29 Global E-Dentity, Inc. Real-time COVID-19 outbreak identification with non-invasive, internal imaging for dual biometric authentication and biometric health monitoring
US10135822B2 (en) * 2017-03-21 2018-11-20 YouaretheID, LLC Biometric authentication of individuals utilizing characteristics of bone and blood vessel structures
US10552658B2 (en) 2017-03-24 2020-02-04 Qualcomm Incorporated Biometric sensor with finger-force navigation
US10515255B2 (en) * 2017-03-24 2019-12-24 Qualcomm Incorporated Fingerprint sensor with bioimpedance indicator
US10438040B2 (en) 2017-03-24 2019-10-08 Qualcomm Incorporated Multi-functional ultrasonic fingerprint sensor
US9953205B1 (en) 2017-04-28 2018-04-24 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Acoustic biometric touch scanner
US10489627B2 (en) 2017-04-28 2019-11-26 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Acoustic biometric touch scanner
US10846501B2 (en) * 2017-04-28 2020-11-24 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Acoustic biometric touch scanner
US10891461B2 (en) 2017-05-22 2021-01-12 Invensense, Inc. Live fingerprint detection utilizing an integrated ultrasound and infrared sensor
WO2018221429A1 (ja) * 2017-06-02 2018-12-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 生体認証センサを備えたセキュリティシステムと電子機器
US10643052B2 (en) 2017-06-28 2020-05-05 Invensense, Inc. Image generation in an electronic device using ultrasonic transducers
WO2019032590A1 (en) 2017-08-09 2019-02-14 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University INTERACTIVE BIOMETRIC TOUCH SCANNER
KR101907324B1 (ko) 2017-11-27 2018-10-11 재단법인대구경북과학기술원 초음파 센서, 초음파 센서의 제조 방법 및 보안 시스템
US11651610B2 (en) * 2018-05-31 2023-05-16 Qualcomm Incorporated Heart rate and respiration rate measurement using a fingerprint sensor
KR102160716B1 (ko) * 2018-09-04 2020-09-28 한국세라믹기술원 다중 초음파 방식의 투명 패널 생체정보 인식 시스템
WO2020188866A1 (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 株式会社村田製作所 圧電デバイス
FR3097668B1 (fr) * 2019-06-24 2021-07-02 Commissariat Energie Atomique Dispositif a surface tactile
WO2021020661A1 (ko) * 2019-07-31 2021-02-04 주식회사 베프스 초음파 기반의 이중 생체정보 인식장치 및 생체정보 데이터 처리 방법
KR102108405B1 (ko) * 2019-08-23 2020-05-08 박하연 신체정보, 자세정보 및 관절가동범위 측정 시스템 및 그 방법
US11837009B2 (en) * 2020-12-22 2023-12-05 Qualcomm Incorporated Apparatus and method for ultrasonic fingerprint and touch sensing
US11385770B1 (en) 2021-04-21 2022-07-12 Qualcomm Incorporated User interfaces for single-handed mobile device control

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001071648A3 (en) * 2000-03-23 2002-03-28 Cross Match Technologies Inc Piezoelectric identification device and applications thereof
JP2002175529A (ja) * 2000-12-06 2002-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 個人識別装置
US20020138768A1 (en) * 2001-03-22 2002-09-26 Murakami Rick V. Method for biometric authentication through layering biometric traits
WO2002084602A1 (en) * 2001-04-17 2002-10-24 Van Der Velden Hendrikus Herma Method and system for identifying a person by using biometric characteristics
JP2003263640A (ja) * 2002-03-08 2003-09-19 Toyota Motor Corp 生体情報を用いた個人識別装置
US20060195035A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-31 Dehchuan Sun Non-invasive radial artery blood pressure waveform measuring apparatus system and uses thereof
US20070132342A1 (en) * 2000-03-23 2007-06-14 Scott Walter G Method for obtaining biometric data for an individual in a secure transaction
US20070286465A1 (en) * 2006-06-07 2007-12-13 Kenta Takahashi Method, system and program for authenticating a user by biometric information
CN101482916A (zh) * 2008-01-08 2009-07-15 祥群科技股份有限公司 手指热像的身份辨识方法
US20100245556A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 Seiko Epson Corporation Image capturing apparatus and authentication apparatus
US20110200237A1 (en) * 2008-10-15 2011-08-18 Nec Corporation Pattern matching device and pattern matching method
WO2012020591A1 (ja) * 2010-08-09 2012-02-16 日本電気株式会社 個体識別システム、特徴量特定装置、特徴量特定方法および記録媒体

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2789234B2 (ja) 1989-10-02 1998-08-20 株式会社日立メディコ 超音波診断装置
US6280387B1 (en) 1998-05-06 2001-08-28 Siemens Medical Systems, Inc. Three-dimensional tissue/flow ultrasound imaging system
JP2003519879A (ja) * 2000-01-10 2003-06-24 タリアン・エルエルシー 認証および活性化のため組織病理学的・生理学的バイオメトリック・マーカを使用する装置
US7067962B2 (en) 2000-03-23 2006-06-27 Cross Match Technologies, Inc. Multiplexer for a piezo ceramic identification device
US7758509B2 (en) 2002-03-15 2010-07-20 Angelsen Bjoern A J Multiple scan-plane ultrasound imaging of objects
US6640636B1 (en) 2002-05-20 2003-11-04 Kohji Toda Ultrasound radiating and receiving device
CN1893878A (zh) 2003-12-16 2007-01-10 株式会社日立医药 超声波体动检测装置、和使用该装置的图像提示装置及超声波治疗装置
FR2864871A1 (fr) 2004-01-06 2005-07-08 Thomson Licensing Sa Methode de decouverte d'un reseau domestique et appareil implementant la methode
JP4567479B2 (ja) * 2005-02-04 2010-10-20 セイコーインスツル株式会社 生体情報測定装置および生体情報測定方法
US7567016B2 (en) 2005-02-04 2009-07-28 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Multi-dimensional ultrasound transducer array
JP2006325704A (ja) * 2005-05-24 2006-12-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波診断装置
US7837626B2 (en) 2005-08-05 2010-11-23 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Contrast agent manipulation with medical ultrasound imaging
US20070046149A1 (en) 2005-08-23 2007-03-01 Zipparo Michael J Ultrasound probe transducer assembly and production method
DE112007002645T5 (de) 2006-11-08 2009-10-08 Panasonic Corp., Kadoma Ultraschallsonde
US8335356B2 (en) 2008-05-08 2012-12-18 Sonavation, Inc. Mechanical resonator optimization using shear wave damping
US8331633B2 (en) 2008-05-08 2012-12-11 Sonavation, Inc. Method and system for multi-mode mechanical resonator
CA2742379A1 (en) 2008-11-03 2010-05-06 Cross Match Technologies, Inc. Apparatus and method for the identification of fake fingerprints
US9042611B2 (en) * 2010-01-29 2015-05-26 Mayo Foundation For Medical Education And Research Automated vascular region separation in medical imaging
US9841318B1 (en) 2010-04-30 2017-12-12 Sonavation, Inc. Apparatus for acoustic sensing
DE102011080534A1 (de) 2011-08-05 2013-02-07 Hesse & Knipps Gmbh Verfahren zum Ultraschallbonden
JP6027621B2 (ja) 2012-09-28 2016-11-16 株式会社日立製作所 携帯型超音波撮像装置
EP2954458A4 (en) * 2013-02-06 2016-11-09 Sonavation Inc BIOMETRIC DETECTION DEVICE FOR THREE-DIMENSIONAL IMAGING OF SUBCUTANEOUS STRUCTURES INTO FINGER TISSUE
KR101872300B1 (ko) 2013-07-15 2018-06-28 퀄컴 인코포레이티드 센서 어레이를 동작시키기 위한 방법 및 집적 회로
JP6402983B2 (ja) 2014-08-29 2018-10-10 セイコーエプソン株式会社 超音波デバイス、超音波デバイスの製造方法、超音波プローブ、超音波測定装置、電子機器

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001071648A3 (en) * 2000-03-23 2002-03-28 Cross Match Technologies Inc Piezoelectric identification device and applications thereof
US20070132342A1 (en) * 2000-03-23 2007-06-14 Scott Walter G Method for obtaining biometric data for an individual in a secure transaction
JP2002175529A (ja) * 2000-12-06 2002-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 個人識別装置
US20020138768A1 (en) * 2001-03-22 2002-09-26 Murakami Rick V. Method for biometric authentication through layering biometric traits
WO2002084602A1 (en) * 2001-04-17 2002-10-24 Van Der Velden Hendrikus Herma Method and system for identifying a person by using biometric characteristics
JP2003263640A (ja) * 2002-03-08 2003-09-19 Toyota Motor Corp 生体情報を用いた個人識別装置
US20060195035A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-31 Dehchuan Sun Non-invasive radial artery blood pressure waveform measuring apparatus system and uses thereof
US20070286465A1 (en) * 2006-06-07 2007-12-13 Kenta Takahashi Method, system and program for authenticating a user by biometric information
CN101482916A (zh) * 2008-01-08 2009-07-15 祥群科技股份有限公司 手指热像的身份辨识方法
US20110200237A1 (en) * 2008-10-15 2011-08-18 Nec Corporation Pattern matching device and pattern matching method
US20100245556A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 Seiko Epson Corporation Image capturing apparatus and authentication apparatus
WO2012020591A1 (ja) * 2010-08-09 2012-02-16 日本電気株式会社 個体識別システム、特徴量特定装置、特徴量特定方法および記録媒体

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10670716B2 (en) 2016-05-04 2020-06-02 Invensense, Inc. Operating a two-dimensional array of ultrasonic transducers
US11440052B2 (en) 2016-05-04 2022-09-13 Invensense, Inc. Two-dimensional array of CMOS control elements
US11651611B2 (en) 2016-05-04 2023-05-16 Invensense, Inc. Device mountable packaging of ultrasonic transducers
US10706835B2 (en) 2016-05-10 2020-07-07 Invensense, Inc. Transmit beamforming of a two-dimensional array of ultrasonic transducers
US11471912B2 (en) 2016-05-10 2022-10-18 Invensense, Inc. Supplemental sensor modes and systems for ultrasonic transducers
US11288891B2 (en) 2016-05-10 2022-03-29 Invensense, Inc. Operating a fingerprint sensor comprised of ultrasonic transducers
US11626099B2 (en) 2016-05-10 2023-04-11 Invensense, Inc. Transmit beamforming of a two-dimensional array of ultrasonic transducers
CN109195717B (zh) * 2016-05-10 2021-03-26 应美盛公司 超声换能器二维阵列的发射波束成形
CN109195717A (zh) * 2016-05-10 2019-01-11 应美盛公司 超声换能器二维阵列的发射波束成形
US11112388B2 (en) 2016-05-10 2021-09-07 Invensense, Inc. Operation of an ultrasonic sensor
US11673165B2 (en) 2016-05-10 2023-06-13 Invensense, Inc. Ultrasonic transducer operable in a surface acoustic wave (SAW) mode
US11154906B2 (en) 2016-05-10 2021-10-26 Invensense, Inc. Receive operation of an ultrasonic sensor
CN110036302B (zh) * 2016-12-14 2020-11-27 赛普拉斯半导体公司 采用多模式扫描的电容性感测
CN110036302A (zh) * 2016-12-14 2019-07-19 赛普拉斯半导体公司 采用多模式扫描的电容性感测
CN106897715A (zh) * 2017-03-31 2017-06-27 努比亚技术有限公司 一种指纹解锁处理方法及移动终端
US10860831B2 (en) 2017-06-01 2020-12-08 Invensense, Inc. Image generation in an electronic device using ultrasonic transducers
US10997388B2 (en) 2017-12-01 2021-05-04 Invensense, Inc. Darkfield contamination detection
US10984209B2 (en) 2017-12-01 2021-04-20 Invensense, Inc. Darkfield modeling
US10936841B2 (en) 2017-12-01 2021-03-02 Invensense, Inc. Darkfield tracking
US11151355B2 (en) 2018-01-24 2021-10-19 Invensense, Inc. Generation of an estimated fingerprint
US10755067B2 (en) 2018-03-22 2020-08-25 Invensense, Inc. Operating a fingerprint sensor comprised of ultrasonic transducers
US10936843B2 (en) 2018-12-28 2021-03-02 Invensense, Inc. Segmented image acquisition
US11188735B2 (en) 2019-06-24 2021-11-30 Invensense, Inc. Fake finger detection using ridge features
US11216681B2 (en) 2019-06-25 2022-01-04 Invensense, Inc. Fake finger detection based on transient features
US11176345B2 (en) 2019-07-17 2021-11-16 Invensense, Inc. Ultrasonic fingerprint sensor with a contact layer of non-uniform thickness
US11216632B2 (en) 2019-07-17 2022-01-04 Invensense, Inc. Ultrasonic fingerprint sensor with a contact layer of non-uniform thickness
US11682228B2 (en) 2019-07-17 2023-06-20 Invensense, Inc. Ultrasonic fingerprint sensor with a contact layer of non-uniform thickness
US11232549B2 (en) 2019-08-23 2022-01-25 Invensense, Inc. Adapting a quality threshold for a fingerprint image
US11392789B2 (en) 2019-10-21 2022-07-19 Invensense, Inc. Fingerprint authentication using a synthetic enrollment image
US11460957B2 (en) 2020-03-09 2022-10-04 Invensense, Inc. Ultrasonic fingerprint sensor with a contact layer of non-uniform thickness
US11243300B2 (en) 2020-03-10 2022-02-08 Invensense, Inc. Operating a fingerprint sensor comprised of ultrasonic transducers and a presence sensor
US11328165B2 (en) 2020-04-24 2022-05-10 Invensense, Inc. Pressure-based activation of fingerprint spoof detection

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150115789A (ko) 2015-10-14
US20190244001A1 (en) 2019-08-08
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US20190251319A1 (en) 2019-08-15
EP2954458A4 (en) 2016-11-09
JP2019069160A (ja) 2019-05-09
US10621404B2 (en) 2020-04-14
US9607206B2 (en) 2017-03-28

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