CN113811883A - 反射减少的超声生物计量成像装置 - Google Patents

Abstract

超声生物计量成像装置(100)包括：盖结构(102)，该盖结构具有暴露外表面，其中，暴露外表面(104)的至少一部分形成超声生物计量成像装置的感测表面；以及多个超声换能器(106)，所述多个超声换能器附接至盖结构的边缘部分，并且被配置成将超声波发射到盖结构中；盖结构还包括布置在盖结构的底表面(118)处的反射减少层(202)，其中，反射减少层被配置成减少在盖结构的底表面处的超声波反射的幅度。

Description

反射减少的超声生物计量成像装置

技术领域

本发明涉及超声生物计量成像装置。具体地，本发明涉及用于在诸如显示面板的盖玻璃的平坦表面上进行生物计量成像的超声生物计量成像装置。

背景技术

生物计量系统被广泛用作用于增加诸如移动电话等的个人电子设备的便利性和安全性的手段。特别地，指纹感测系统现在包括在所有新发布的个人通信设备诸如移动电话中的大部分中。

电容式指纹传感器由于其优异的性能和相对低的成本而被用于所有生物计量系统中的绝大多数中。

除了其他指纹感测技术，超声感测也具有提供有利性能的潜力，例如从非常潮湿的手指获取指纹(或掌纹)图像的能力等。

一类特别令人关注的超声指纹系统是以下系统：其中，沿着用户要触摸的设备元件的表面传送声学信号，并且基于接收的声学信号来确定指纹(掌纹)表示，该接收的声学信号是由于设备构件与用户皮肤之间的界面与所传送的声学信号之间的相互作用产生的。

例如在US 2017/0053151中一般描述的这样的超声指纹感测系统可以提供可控分辨率，并且允许更大的感测区域，该感测区域可以是光学透明的，而没有指纹感测系统的成本必须随感测区域缩放，从而允许超声指纹传感器集成在设备的显示器中。

然而，当前的解决方案难以向全显示器内屏(full in-display screen)所需的大覆盖区域提供高分辨率生物计量图像，部分原因是随着距要成像的对象的距离增加，信号强度降低。

因此，需要对于使用超声技术的大面积生物计量成像的改进的生物计量成像系统。

发明内容

鉴于现有技术的以上提及的缺点和其他缺点，本发明的目的是提供改进的生物计量成像系统，其中减少了超声波的不期望的反射。

根据本发明的第一方面，提供了一种超声生物计量成像装置，包括：盖结构，该盖结构具有暴露外表面，其中，暴露外表面的至少一部分形成超声生物计量成像装置的感测表面；以及多个超声换能器，多个超声换能器附接至盖结构的边缘部分，并且被配置成将超声波发射到盖结构中；盖结构还包括布置在盖结构的底表面处并且与超声换能器相邻的反射减少层，其中，反射减少层被配置成减少在盖结构的底表面处的超声波反射的幅度。

在本上下文中，盖结构可以由能够承载由超声换能器发射的超声波的任何材料制成。盖结构还包括可以被诸如手指或手掌的生物计量对象触摸的外表面，并且外表面的可以捕获图像的部分也可以被称为感测表面。

超声换能器通常包括压电材料，该压电材料响应于借助于顶部电极和底部电极施加在材料上的电场生成超声信号。原则上，也可以使用其他类型的超声换能器，例如电容式微机械超声换能器(CMUT)。超声换能器在本文中将被描述为能够发射和接收超声信号的收发器。然而，也可以形成包括单独且分开的超声发射器和接收器的系统。

反射减少层是具体被配置和选择成减少盖结构的底表面处的超声波的反射以便减少到达换能器和/或感测区域的反射超声波的量的层。超声生物计量成像装置的功能关键取决于波从盖结构的边缘处的发射器到有效感测区域的传播，以及取决于散射波从生物计量目标回到换能器的传播。从而，在盖结构的底表面处反射的任何超声波将干扰所得图像，并且因此期望使底表面处的反射最小化。为了减少底表面处的反射和/或使底表面处的反射最小化，反射减少层可以被配置成利用若干机制，例如反射减少层中的声衰减和在盖结构与反射减少层之间的界面处的散射。

鉴于上述情况，本发明基于以下认识：可以通过在超声波传播的盖结构的底部处提供特别定制的反射减少层来改善超声生物计量成像装置的性能。此外，反射减少层优选地被配置成减少到达反射减少层或以其他方式与反射减少层相互作用的任何超声波例如模式转换波、寄生波、分散波等的幅度，使得减少或消除任何不期望的波。

反射减少层位于超声换能器邻近处，并且因此不与超声换能器交叠。这具有以下优点：反射减少层可以与超声换能器分开地制造和附接至盖结构。

此外，反射减少层优选地位于表面结构的与感测表面相对的区域中，即在与盖结构的暴露顶侧相对的盖结构下方。反射减少层优选地被布置成覆盖盖结构的底表面的主要部分，使得可以对于放置在感测表面上的手指的所有位置实现有效的反射减少。例如，反射减少层可以被布置成覆盖盖结构的与感测表面的至少50％、更优选地至少75％、并且在一些实施方式中感测表面的区域的100％相对应的底表面。

如下文将更详细地概述的，反射减少层应当被解释为包括位于盖结构的底表面处的任何结构、元件、材料或材料组合，并且反射减少层被特别定制成减少在生物计量成像中使用的超声波的反射。

根据本发明的一个实施方式，反射减少层可以包括附接至盖结构的底表面的阻尼层，阻尼层包括具有第一声学特性的多个第一区域部分以及具有与第一声学特性不同的第二声学特性的多个第二区域部分。阻尼层从而被配置成减小在盖结构的底表面处反射的超声波的幅度。声学特性可以是材料的声阻抗，其是材料中的声速和材料的密度的组合，并且还取决于盖结构与阻尼层之间的界面处的反射系数。反射系数是盖结构和阻尼层的材料特性与入射角的函数。声学特性也可以是在形成阻尼层的材料中的声衰减。例如，可以使用填料颗粒、气泡或具有不同密度的材料来调整阻尼层的第一区域部分和第二区域部分的声学特性，其中，不同的材料可以是环氧树脂、粘合剂、丙烯酸酯等。至少在接近于超声换能器的区域中，阻尼层优选地具有与盖结构的声阻抗相同或尽可能接近的声阻抗。此外，阻尼层的声衰减应当尽可能高，以减少到达阻尼层的超声波的幅度。

根据本发明的一个实施方式，反射减少层包括附接至盖结构的底表面的阻尼层，阻尼层在与超声换能器相邻的区域中具有与盖结构的声阻抗类似的声阻抗，并且其中，阻尼层的声阻抗随着距超声换能器的距离增大而减小。阻尼层可以例如在阻尼层的最接近超声换能器即与超声换能器相邻的部分中具有与盖结构的声阻抗相同的声阻抗。声阻抗然后可以随着距超声换能器的距离增加而逐渐或逐步地减小。阻尼层从而可以被称为水平渐变层，或者阻尼层可以包括如上所述的多个区域部分，其中更接近超声换能器的区域部分与更远离超声换能器的区域部分相比具有更高的声阻抗。

根据本发明的一个实施方式，反射减少层可以包括与盖结构的底表面接触的第一声阻尼层以及被布置成与第一声阻尼层接触的第二声阻尼层，其中，第一声阻尼层的声学特性不同于第二声阻尼层的声学特性。从而，反射减少层可以包括两个或更多个子层。为了使反射减少最大化，期望将声阻尼层的声阻抗从最接近盖结构的层的接近于盖结构的声衰减或与盖结构的声衰减相同的值逐渐改变到更接近反射减少层的相对侧上的底层的声衰减值的值，该底层例如是用于显示器接合的粘合剂。反射减少层从而可以被称为在竖直方向上的逐步或逐渐渐变层。这样，更多的超声波将被允许进入阻尼层，在阻尼层处超声波被衰减。通过使用具有不同声阻抗的多个阻尼层，或者通过具有随着距盖结构的距离增加而改变的声阻抗的渐变阻尼层，可以实现在离开盖玻璃的方向上的声阻抗的逐渐改变。

根据本发明的一个实施方式，以上提及的反射减少层的第二声阻尼层可以是光学透明的粘合剂层。从而，粘合剂被优选地选择成使得粘合剂层既有助于反射减少，又用作用于将盖结构附接至诸如显示面板的另一对象的粘合剂。

根据本发明的一个实施方式，反射减少层可以包括与盖结构的底表面接触的第一声阻尼层以及被布置成与第一声阻尼层接触的第二声阻尼层，其中，第一声阻尼层和第二声阻尼层中的至少之一包括具有第一声学特性的多个第一区域部分以及具有与第一声学特性不同的第二声学特性的多个第二区域部分。

根据本发明的一个实施方式，反射减少层可以有利地包括盖结构的粗糙底表面，底表面的粗糙度被配置成使到达底表面的超声波散射。因此，反射减少层可以至少部分地由盖结构本身的底表面形成并且包括盖结构本身的底表面。界面的粗糙度优选地由尺寸近似等于或小于盖结构中的声波长的特征形成。声波长可以例如在50μm至500μm的范围内，并且粗糙度因此可以在相同的范围内。然而，对于包括具有在指定范围之外的尺寸的特征的表面粗糙度，可以实现有利的反射阻尼效应。

根据本发明的一个实施方式，反射减少层包括与盖结构的底表面接触的第一声阻尼层以及被布置成与第一声阻尼层接触的第二声阻尼层，其中，第一声阻尼层的声学特性不同于第二声阻尼层的声学特性，并且其中，第一声阻尼层与第二声阻尼层之间的界面是粗糙的，界面的粗糙度被配置成使到达界面的超声波散射。从而，可以通过结合两个层之间的粗糙界面以及通过具有不同声学特性的两个层来实现期望的反射减少。界面的粗糙度可以优选地包括尺寸在50μm至500μm范围内的特征。

根据本发明的一个实施方式，换能器被布置成与盖结构接触，使得发射的超声波在盖结构的平面中传播。由于期望使底表面处的反射最小化，因此超声波的传播应当优选地发生在盖结构的平面中。

根据本发明的一个实施方式，盖结构具有弯曲边缘部分，并且换能器被布置在弯曲边缘部分的端部分处。从而，超声波可以在布置换能器的表面处被注入到盖结构中，并且由弯曲边缘部分引导，从而随后以在盖结构的底表面处的最小反射在盖结构的平面中传播。

根据本发明的一个实施方式，盖结构具有倾斜边缘部分，该倾斜边缘部分具有相对于盖结构的表面平面的斜度，并且其中，换能器被布置在盖结构的与倾斜边缘部分的倾斜表面相对的底表面处，使得发射的超声波被倾斜表面反射并且优选地在与盖结构的表面平面平行的方向上进入盖结构中。在此，换能器可以布置在盖结构的底表面处，使得发射的超声波由倾斜表面重新定向，从而随后以在盖结构的底表面处的最小反射在盖结构的平面中传播。

根据示例实施方式，超声换能器的位置不与感测表面交叠。例如，换能器可以沿着盖结构的外围布置在感测表面的一个或更多个侧上，以妨碍可能需要在感测表面的位置处附接至盖结构的底部的其他元件。盖结构的可以进行生物计量成像的表面区域可以被称为有效感测表面或有效感测区域。

根据本发明的一个实施方式，盖结构可以包括在底表面处的凹部，并且其中，反射减少层布置在盖结构的凹部中。借助于盖结构中的凹部、沟槽、切口等，由于反射减少层不必增加盖结构的厚度，因此可以减小超声生物计量成像装置的整体厚度。此外，反射减少层有利地布置在盖结构的凹部中，使得反射减少层和盖结构形成平坦的底表面，这从制造角度来看将是有利的，因为具有反射减少层的盖结构将表现出与不具有反射减少层的盖结构相同的厚度。

根据本发明的一个实施方式，超声生物计量成像装置还可以包括附接至反射减少层的底表面的显示面板。反射减少层和盖结构则必须至少部分地透明，以便不会扭曲或衰减由显示面板发射的光。盖结构可以例如是显示器盖玻璃。

还提供了电子用户设备，包括根据前述实施方式中任一个所述的超声生物计量成像装置，其中，超声生物计量成像系统的盖结构可以是电子用户设备的显示器玻璃。显示器可以是许多已知显示器类型中的任一种，例如OLED、LED、LCD、AMOLED等，只要显示器包括能够进行超声波传播的诸如盖玻璃的盖结构即可。

在研究所附权利要求和以下描述时，本发明的另外特征以及优点将变得明显。技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的不同特征可以组合，以创建除了下文描述的实施方式之外的实施方式。

附图说明

现在将参照示出本发明的示例实施方式的附图更详细地描述本发明的这些方面和其他方面，在附图中：

图1A至图1B示意性地示出了根据本发明的实施方式的生物计量成像装置；

图2示意性地示出了根据本发明的实施方式的包括反射减少层的超声生物计量成像装置；

图3示意性地示出了根据本发明的实施方式的包括反射减少层的超声生物计量成像装置；

图4示意性地示出了根据本发明的实施方式的包括反射减少层的超声生物计量成像装置；

图5示意性地示出了根据本发明的实施方式的包括反射减少层的超声生物计量成像装置；

图6示意性地示出了根据本发明的实施方式的包括反射减少层的超声生物计量成像装置；

图7示意性地示出了根据本发明的实施方式的超声生物计量成像装置；

图8示意性地示出了根据本发明的实施方式的超声生物计量成像装置；以及

图9示意性地示出了根据本发明的实施方式的超声生物计量成像装置的特征。

具体实施方式

在本详细描述中，根据本发明的装置的各种实施方式主要参考超声生物计量成像装置进行描述，该超声生物计量成像装置被配置成当手指或手掌被放置成与用户设备的暴露外表面——其也称为触摸表面——接触时获取诸如指纹或掌纹的生物计量特征的图像。触摸表面可以例如是智能电话、平板电脑等中的显示器盖玻璃的表面。然而，所描述的生物计量成像装置同样也可以在其他设备中实现，其他设备例如是交互式电视、会议桌、智能板、信息终端或具有可以传播超声波的盖结构的任何其他设备。由于换能器可以被布置在有效触摸表面的外围，因此所描述的方法也可以在例如商店、博物馆等中的交互式商店橱窗或展示柜中使用。在一些应用中，生物计量对象可以是脸颊或耳朵。

图1A示意性地示出了集成在以智能电话103形式的电子设备中的超声生物计量成像系统100。所示的智能电话100包括显示面板，该显示面板具有以盖玻璃102形式的盖结构102。盖玻璃102限定被配置成由手指105触摸的外表面104，在本文中被称为触摸表面或感测表面。盖结构102在此被示为通常在智能电话103的显示面板中使用的类型的透明盖玻璃。然而，盖结构102同样也可以是非透明盖板，只要盖结构102的声学特性允许超声能量的传播即可。

显示装置还包括连接至盖结构102并且位于盖结构102的外围的多个超声换能器106。因此，超声换能器106在此被示为不与超声换能器106和盖结构102所形成的生物计量成像装置的有效感测区域交叠。然而，超声换能器106也可以被布置和配置成使得其与有效感测区域交叠。图1A示出了换能器106的示例分布，其中换能器106沿着显示面板的所有侧围绕盖结构102的外围均匀地分布。然而，其他换能器分布同样是可能的，例如将换能器106布置在显示面板的一侧、两侧或三侧上，并且不规则的分布也是可能的。

图1B是盖结构102的截面图，其中示出了超声换能器106被布置在盖结构102下方并且附接至盖结构102的底表面118。超声换能器106是压电换能器，该压电换能器包括布置在压电元件112的相对侧上的第一电极108和第二电极110，使得通过控制两个电极108、110的电压，可以生成传播到盖结构102中的超声信号。

盖结构102具有相对于盖结构102的表面平面倾斜的倾斜边缘部分120，并且其中，换能器106被布置在盖结构102的与倾斜边缘部分12的倾斜表面相对的底表面118处，使得所发射的超声波被倾斜表面反射并进入盖结构102中。倾斜的角度优选地被选择为使得所发射的超声波在盖结构102的平面内以最小反射行进。

换能器的间距可以在发射信号的波长的一半与波长的1.5倍之间，其中换能器的波长与换能器的尺寸有关。对于已知需要波束控制的应用，间距可以优选地为波长的一半，使得栅瓣位于有效成像区域之外。由于栅瓣将接近主瓣，因此与发射信号的波长近似相等的间距可能非常适合不需要波束控制的应用。换能器的波长应当近似等于要检测的特征的尺寸，在指纹成像的情况下这意味着使用50μm至300μm范围的波长。取决于换能器的类型并且还取决于所使用的具体换能器封装，超声换能器106可以具有不同的配置。因此，换能器的尺寸和形状以及电极配置可以变化。此外，可以使用其他类型的装置来生成超声信号，例如微机械超声换能器(MUT)，其包括电容式(cMUT)和压电式(pMUT)二者。

此外，需要合适的控制电路系统114来控制换能器发射声学信号，该声学信号具有关于例如幅度、脉冲形状和定时的所需特性。然而，用于超声换能器的这样的控制电路系统对于技术人员是公知的，并且本文将不会详细讨论。

每个超声换能器106被配置成发射在盖结构102中传播的声学信号ST以及接收被与感测表面104接触的对象105——在此由手指105表示——影响的反射超声信号SR。

目前认为，声学相互作用信号SR主要是由于在盖结构102与用户(手指105)的皮肤之间的接触区域处的所谓接触散射引起的。手指105与盖板103之间的接触点处的声学相互作用还可以引起声学发射信号ST的折射、衍射、分散和耗散。因此，基于所描述的相互作用现象有利地分析相互作用信号SR，以基于接收的超声信号确定手指105的特性。为简单起见，接收的超声相互作用信号SR此后将被称为反射的超声回波信号SR。在一些实施方式中，超声成像系统被配置成形成触摸表面的仅所选目标区域107的图像，该所选目标区域107是整个触摸区域的所选部分。

因此，超声换能器106和相关联的控制电路系统114被配置成基于接收的超声回波信号SR确定对象105的特性。多个超声换能器106连接至超声换能器控制电路系统114并受其控制。用于控制换能器106的控制电路系统114可以以许多不同的方式实施。控制电路系统114例如可以是一个中央控制单元114，其负责确定要发射的声学信号ST的特性并且分析随后接收到的超声回波信号SR。此外，每个换能器106可以另外包括用于基于接收到的命令执行指定动作的控制电路系统。

控制单元114可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或其他可编程器件。控制单元114还可以包括或者改为包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件或数字信号处理器。在控制单元114包括可编程器件、例如上面提及的微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器的情况下，处理器还可以包括控制可编程器件的操作的计算机可执行代码。控制电路系统114的功能也可以集成在用于控制智能电话100的显示面板或其他特征的控制电路系统中。

图2示意性地示出了超声生物计量成像装置100的一部分，包括：盖结构102，其具有暴露外表面104，其中，暴露外表面104的至少一部分形成超声生物计量成像装置100的感测表面；以及多个超声换能器106，多个超声换能器附接至盖结构102的边缘部分，并且被配置成将超声波发射到盖结构102中，盖结构102还包括布置在盖结构102的底表面118处的反射减少层202，其中，反射减少层202被配置成减少在盖结构102的底表面118处的超声波反射的幅度。

在由图2示出的示例实施方式中，反射减少层202包括附接至盖结构102的底表面118的阻尼层202，阻尼层包括具有第一声学特性的多个第一区域部分204以及具有与第一声学特性不同的第二声学特性的多个第二区域部分206。

不同部分的声阻抗优选地在每个区域部分中被优化以使所有感测距离下的反射系数的值最小化。例如，在接近换能器106的区域中，声阻抗优选地尽可能接近盖结构102的阻抗。然而，越远离换能器106，声阻抗可以/可能越小。阻尼层202的声阻抗可以例如随着距换能器106的距离增加而逐渐/连续地减小。这样的连续变化可以通过以下操作来实现：通过在可以制成阻尼层的环氧基材料中添加填料/颗粒来逐渐改变阻尼层202的密度和/或其他特性。

对于阻尼层202、不同部分204、206，不同部分的尺寸和特性可以取决于距换能器106的距离。一般地，接近换能器106，入射角的变化大，因此部分的尺寸优选地较小。越远离换能器106，部分的尺寸会越大。此外，应当理解，尽管图2示出了包括两个不同区域部分204、206的阻尼层202，但是可以使用任何数目的不同区域部分，以使盖结构102与阻尼层202之间的界面处的反射最小化。

图3示意性地示出了以下超声生物计量成像装置：其中，反射减少层202包括与盖结构102的底表面118接触的第一声阻尼层302以及被布置成与第一声阻尼层302接触的第二声阻尼层304，其中，第一声阻尼层302的声学特性不同于第二声阻尼层304的声学特性。第二声阻尼层304可以例如是光学透明粘合剂(OCA)，该OCA用于将盖结构102附接至显示面板，使得超声生物计量成像装置100集成在电子设备的显示面板中。OCA可以例如具有在50μm至200μm范围内的厚度并且阻尼层202的厚度可以高达1000μm。

图4示意性地示出了以下超声生物计量成像装置：其中，反射减少层202包括与盖结构的底表面118接触的第一声阻尼层402以及被布置成与第一声阻尼层402接触的第二声阻尼层404，其中，第一声阻尼层402和第二声阻尼层404中的至少之一包括具有第一声学特性的多个第一区域部分406以及具有与第一声学特性不同的第二声学特性的多个第二区域部分408。在由图4示出的示例中，包括所描述的第一区域部分406和第二区域部分408的是第一声阻尼层402。然而，包括这样的区域部分的同样也可以是第二声阻尼层404。

图5是以下超声生物计量成像装置100的示意图示：其中，反射减少层202包括盖结构102的粗糙底表面502，并且底表面的粗糙度被配置成使到达底表面的超声波散射。为了实现期望的散射，粗糙表面502被配置成包括尺寸在50μm至500μm范围内的特征，该尺寸近似等于在盖结构102中传播的超声波的声波长。粗糙底表面502可以是通过研磨、砂磨或其他机械粗糙化手段形成的不规则表面。也可以通过借助于蚀刻或材料沉积形成具有所述尺寸的规则或伪随机特征来形成粗糙底表面502。

图5还示出了反射减少层202包括附接至盖结构的粗糙底表面502的可选声阻尼层504。第一声阻尼层因此将进一步增加如上所述的反射减少。

图6示意性地示出了以下超声生物计量成像装置：其中，反射减少层202包括与盖结构102的底表面118接触的第一声阻尼层602以及被布置成与第一声阻尼层602接触的第二声阻尼层604，其中，第一声阻尼层602的声学特性不同于第二声阻尼层604的声学特性，并且其中，第一声阻尼层与第二声阻尼层之间的界面606是粗糙的，界面的粗糙度被配置成使到达界面的超声波散射。

为了高效地使超声波散射，界面606的粗糙度包括尺寸在50μm至500μm范围内的特征，并且如上所述，可以通过机械工艺或通过受控蚀刻或沉积技术形成特征。

图7是以下生物计量成像装置的示意图示：其中，盖结构102具有弯曲边缘部分702，并且其中，换能器106被布置在弯曲边缘部分的端部分704处。更具体地，换能器106在此被布置在盖结构102的端表面704处，使得超声波被发射到盖结构102中并且由弯曲部分702引导以在盖结构102的平面中传播，从而以最小反射到达感测表面的感测区域。

图8示意性地示出了以下超声生物计量成像：其中，盖结构102包括在盖结构102的底表面118处的凹部802，并且其中，反射减少层202被布置在盖结构102的凹部802中。从而，可以在不增加盖结构102的整体厚度的情况下形成反射阻尼结构202，并且可以提供具有平坦底表面的盖结构102，这对于器件集成可能是有利的。上面关于各种实施方式所讨论的反射减少层中的任一者可以被布置在盖结构的凹部、沟槽等中。

图9示意性地示出了以下超声生物计量成像装置，该超声生物计量成像装置还包括附接至反射减少结构202的底表面904的显示面板902。图9还示出了盖结构102中的反射超声波，其中，到达盖结构102的底表面118并进入反射减少结构的反射在到达显示面板902之前被抑制或减少，在显示面板处一部分被反射回盖结构。因此，离开盖结构并以它们被反射的角度到达底层显示面板的超声信号在再次到达盖结构102之前穿过反射减少结构202两次。

尽管已经参考本发明的具体示例性实施方式描述了本发明，但是对于本领域技术人员而言，许多不同的改变、修改等将变得明显。此外，应当注意，可以以各种方式省略、互换或布置超声生物计量成像装置的部分，该装置仍能够执行本发明的功能。

另外，根据对附图、公开内容和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施方式的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的仅仅事实不表示这些措施的组合不能有利地使用。

Claims (18)

1.一种超声生物计量成像装置(100)，包括：

盖结构(102)，所述盖结构具有暴露外表面，其中，所述暴露外表面(104)的至少一部分形成所述超声生物计量成像装置的感测表面；以及

多个超声换能器(106)，所述多个超声换能器附接至所述盖结构的边缘部分，并且被配置成将超声波发射到所述盖结构中；

所述盖结构还包括布置在所述盖结构的底表面(118)处并且与超声换能器相邻的反射减少层(202)，其中，所述反射减少层被配置成减少在所述盖结构的底表面处的超声波反射的幅度。

2.根据权利要求1所述的超声生物计量成像装置，其中，所述反射减少层包括附接至所述盖结构的底表面的阻尼层，所述阻尼层包括具有第一声学特性的多个第一区域部分(204)以及具有与所述第一声学特性不同的第二声学特性的多个第二区域部分(206)。

3.根据权利要求1所述的超声生物计量成像装置，其中，所述反射减少层包括附接至所述盖结构的底表面的阻尼层，所述阻尼层在与所述超声换能器相邻的区域中具有与所述盖结构的声阻抗类似的声阻抗，并且其中，所述阻尼层的声阻抗随着距所述超声换能器的距离增大而减小。

4.根据权利要求1所述的超声生物计量成像装置，其中，所述反射减少层包括与所述盖结构的底表面接触的第一声阻尼层(302)以及被布置成与所述第一声阻尼层接触的第二声阻尼层(304)，其中，所述第一声阻尼层的声学特性不同于所述第二声阻尼层的声学特性。

5.根据权利要求4所述的超声生物计量成像装置，其中，所述第二声阻尼层是光学透明的粘合剂层。

6.根据权利要求1所述的超声生物计量成像装置，其中，所述反射减少层包括与所述盖结构的底表面接触的第一声阻尼层(402)以及被布置成与所述第一声阻尼层接触的第二声阻尼层(404)，其中，所述第一声阻尼层和所述第二声阻尼层中的至少之一包括具有第一声学特性的多个第一区域部分以及具有与所述第一声学特性不同的第二声学特性的多个第二区域部分。

7.根据权利要求1所述的超声生物计量成像装置，其中，所述反射减少层包括所述盖结构的粗糙底表面(502)，所述底表面的粗糙度被配置成使到达所述底表面的超声波散射。

8.根据权利要求7所述的超声生物计量成像装置，其中，所述反射减少层还包括附接至所述盖结构的所述粗糙底表面的声阻尼层(504)。

9.根据权利要求1所述的超声生物计量成像装置，其中，所述反射减少层包括与所述盖结构的底表面接触的第一声阻尼层(602)以及被布置成与所述第一声阻尼层接触的第二声阻尼层(604)，其中，所述第一声阻尼层的声学特性不同于所述第二声阻尼层的声学特性，并且其中，所述第一声阻尼层与所述第二声阻尼层之间的界面(606)是粗糙的，所述界面的粗糙度被配置成使到达所述界面的超声波散射。

10.根据前述权利要求中任一项所述的超声生物计量成像装置，其中，所述换能器被布置成与所述盖结构接触，使得发射的超声波在所述盖结构的平面中传播。

11.根据前述权利要求中任一项所述的超声生物计量成像装置，其中，所述盖结构具有弯曲边缘部分，并且其中，所述换能器被布置在所述弯曲边缘部分的端部分处。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的超声生物计量成像装置，其中，所述盖结构具有倾斜边缘部分，所述倾斜边缘部分具有相对于所述盖结构的表面平面的斜度，并且其中，所述换能器被布置在所述盖结构的与所述倾斜边缘部分的倾斜表面相对的底表面处，使得发射的超声波被所述倾斜表面反射并且进入所述盖结构中。

13.根据前述权利要求中任一项所述的超声生物计量成像装置，其中，所述盖结构包括在所述底表面处的凹部(802)，并且其中，所述反射减少层被布置在所述盖结构的凹部中。

14.根据权利要求13所述的超声生物计量成像装置，其中，所述反射减少层被布置在所述盖结构的所述凹部中，使得所述反射减少层和所述盖结构形成平坦的底表面。

15.根据前述权利要求中任一项所述的超声生物计量成像装置，还包括附接至所述反射减少层的底表面(904)的显示面板(902)。

16.根据前述权利要求中任一项所述的超声生物计量成像装置，其中，所述盖结构是显示器盖玻璃。

17.根据前述权利要求中任一项所述的超声生物计量成像装置，其中，所述反射减少层位于表面结构的与所述感测表面相对的区域中。

18.根据前述权利要求中任一项所述的超声生物计量成像装置，其中，所述反射减少层覆盖所述盖结构的底表面的主要部分。

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