CN117813637A - 用于多面显示器的超声指纹传感器技术和方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于超声指纹传感器的装置、系统和方法，这些超声指纹传感器以超声发射器和多个超声传感器像素子集为特色，每个超声传感器像素子集与不同的超声敏感显示表面相关联，其中至少两个超声敏感显示表面彼此非共面。在一些实现中，诸超声敏感显示表面可由柔性显示器的不同部分提供，该柔性显示器已被弯曲成其两个或更多个部分非共面的配置。在一些实例中，可以提供控制器，该控制器从与触摸感测系统指示正在经历触摸事件的超声敏感显示表面相关联的(诸)超声传感器像素子集选择性地读取超声传感器信号。

Description

用于多面显示器的超声指纹传感器技术和方法

相关申请

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技术领域

本公开一般涉及指纹传感器设备和相关方法，包括但不限于超声指纹传感器系统和用于使用此类系统的方法。

相关技术描述

生物测定认证可以是用于控制对设备等的接入的重要特征。许多现有的产品包括某种类型的生物测定认证。尽管一些现有的生物测定认证技术在某些条件下提供了令人满意的性能，但是改进的方法和设备将是合乎期望的。

概述

本公开的系统、方法和设备各自具有若干创新性方面，其中并不由任何单个方面全权负责本文中所公开的期望属性。

本公开中所描述的主题内容的一个创新性方面可在一种装置中实现。该装置可包括超声指纹传感器系统和超声发射器。在一些示例中，该装置可进一步包括控制器。在一些示例中，控制器可包括一个或多个存储器设备，而在其他示例中，控制器系统可被配置成用于与不是该控制器的部分的一个或多个存储器设备通信。根据一些示例，该装置可被集成到移动设备中，或者可以是移动设备。控制器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、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其组合。

在一些实现中，可以提供一种装置，该装置包括超声指纹传感器系统，该超声指纹传感器系统包括多个超声传感器像素，每个超声传感器像素被配置成响应于该超声传感器像素检测到超声波穿过而生成对应的超声传感器信号。该装置可进一步包括包含至少一个显示器的显示系统，该显示系统包括多个超声敏感显示表面，每个超声敏感显示表面与该显示系统的不同的显示像素子集以及超声传感器像素的不同子集相关联。诸超声敏感显示表面中的至少两个超声敏感显示表面可以彼此不共面。该装置可进一步包括超声发射器，该超声发射器不与超声敏感显示表面共同延伸。该超声发射器可被配置成响应于接收到一个或多个输入信号而传送一个或多个超声波。

在一些实现中，超声发射器可被配置成发射穿过超声敏感显示表面的一个或多个超声波。

在该装置的一些实现中，该超声发射器是该装置中唯一被配置成用于提供超声波以供超声敏感显示表面检测的超声发射器。

该装置的一些实现可进一步包括外壳。在这样的实现中，外壳可具有前侧和面向与该前侧相反的方向的后侧。诸超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面可以在外壳的前侧上，并且诸超声敏感显示表面中的第二超声敏感显示表面可以在外壳的后侧上。

在该装置的一些这样的实现中，外壳可具有横跨前侧和后侧之间的边缘侧，并且诸超声敏感显示表面中的第三超声敏感显示表面可以在该边缘侧上。

在该装置的一些实现中，超声发射器可以不是薄片的形式。

在该装置的一些实现中，超声发射器可具有棱柱形或圆柱形固体形状。

在一些实现中，超声发射器可具有与外壳的形状基本成比例的形状，并且超声发射器可以在外壳内基本居中。

在该装置的一些实现中，该装置可进一步包括：触摸感测系统，该触摸感测系统被配置成独立地检测诸超声敏感显示表面中的一个或多个超声敏感显示表面何时经历触发事件；以及控制器，该控制器被配置成：a)从该触摸感测系统接收触摸数据，该触摸数据指示针对诸超声敏感显示表面中的一个或多个超声敏感显示表面的子集的一个或多个触摸事件，b)响应于(a)而使该超声发射器传送一个或多个超声波，以及c)响应于(a)而从与该一个或多个超声敏感显示表面的子集中的至少一个超声敏感显示表面相关联的超声传感器像素获得超声传感器信号。

在该装置的一些实现中，该控制器可被进一步配置成至少部分地基于超声传感器信号来获得指纹数据。

在该装置的一些实现中，指纹数据可以针对1到10个手指。

在该装置的一些实现中，控制器可被进一步配置成使用指纹数据来执行认证过程。

在一些实现中，控制器可被进一步配置成：d)检测从触摸感测系统接收的触摸数据何时指示该多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件，以及e)响应于检测到从触摸感测系统接收的触摸数据指示该多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件而从第一超声敏感显示表面获得第一超声传感器信号并且从第二超声敏感显示表面获得第二超声传感器信号。

在该装置的一些实现中，控制器可被进一步配置成在一个或多个时间段内从第一超声敏感显示表面获得第一超声传感器信号，该一个或多个时间段与在其内获得第二超声传感器信号的一个或多个时间段不同。

在该装置的一些实现中，控制器可被进一步配置成：至少部分地基于第一超声传感器信号来获得第一指纹数据，以及至少部分地基于第二超声传感器信号来获得第二指纹数据。

在该装置的一些实现中，控制器可被进一步配置成使用第一指纹数据和第二指纹数据来执行认证过程。

在一些实现中，可以提供一种方法，该方法包括响应于接收到一个或多个输入信号并且使用位于装置的外壳内的超声发射器来生成非平面超声波，该装置具有：a)带有至少一个显示器和多个超声敏感显示表面的显示系统，该多个超声敏感显示表面中的至少两个超声敏感显示表面是非共面的，并且该多个超声敏感显示表面中的每个超声敏感显示表面与不同的多个显示像素相关联，以及b)多个超声传感器像素，其中每个超声传感器像素与这些超声敏感显示表面中的不同超声敏感显示表面相关联，并且该超声发射器不与这些超声敏感显示表面共同延伸。该方法可进一步包括从与这些超声敏感显示表面中的至少一个超声敏感显示表面相关联的超声传感器像素子集获得超声传感器信号。

在该方法的一些实现中，该方法可进一步包括使得该非平面超声波穿过这些超声敏感显示表面中的所有超声敏感显示表面。

在该方法的一些实现中，外壳可具有前侧和面向与该前侧相反的方向的后侧，并且诸超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面可以在外壳的前侧上，并且诸超声敏感显示表面中的第二超声敏感显示表面可以在外壳的后侧上。

在该方法的一些这样的实现中，外壳可具有横跨前侧和后侧之间的边缘侧，并且诸超声敏感显示表面中的第三超声敏感显示表面可以在该边缘侧上。

在该方法的一些实现中，超声发射器可以不是薄片的形式。

在该方法的一些实现中，超声发射器可具有棱柱形或圆柱形固体形状。

在该方法的一些实现中，超声发射器可具有与外壳的形状基本成比例的形状，并且在外壳内基本居中。

在该方法的一些实现中，该方法可进一步包括：a)从该装置的触摸感测系统接收触摸数据，该触摸数据指示针对诸超声敏感显示表面中的一个或多个超声敏感显示表面的子集的一个或多个触摸事件，b)响应于(a)而使该超声发射器传送非平面超声波，以及c)响应于(a)而从与该一个或多个超声敏感显示表面的子集中的至少一个超声敏感显示表面相关联的超声传感器像素获得超声传感器信号。

在该方法的一些实现中，该方法可进一步包括至少部分地基于超声传感器信号来获得指纹数据。

在该方法的一些实现中，指纹数据可以针对1到10个手指。

在该方法的一些实现中，该方法可进一步包括使用指纹数据来执行认证过程。

在该方法的一些实现中，该方法可进一步包括：d)检测从该触摸感测系统接收的触摸数据何时指示该多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件，以及e)响应于检测到从该触摸感测系统接收的触摸数据指示该多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件而从第一超声敏感显示表面获得第一超声传感器信号并且从第二超声敏感显示表面获得第二超声传感器信号。

在该方法的一些实现中，该方法可进一步包括在一个或多个时间段内从第一超声敏感显示表面获得第一超声传感器信号，该一个或多个时间段与在其内获得第二超声传感器信号的一个或多个时间段不同。

在该方法的一些实现中，该方法可进一步包括至少部分地基于第一超声传感器信号来获得第一指纹数据，以及至少部分地基于第二超声传感器信号来获得第二指纹数据。

在该方法的一些实现中，该方法可进一步包括使用第一指纹数据和第二指纹数据来执行认证过程。

在一些实现中，可以提供一种非瞬态计算机可读介质，其存储计算机可执行指令，这些计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器进行以下操作：响应于接收到一个或多个输入信号而使得位于装置的外壳内的超声发射器生成非平面超声波，该装置具有：a)带有至少一个显示器和多个超声敏感显示表面的显示系统，该多个超声敏感显示表面中的至少两个超声敏感显示表面是非共面的，并且该多个超声敏感显示表面中的每个超声敏感显示表面与不同的多个显示像素相关联，以及b)多个超声传感器像素，其中每个超声传感器像素与这些超声敏感显示表面中的不同超声敏感显示表面相关联，并且该超声发射器不与这些超声敏感显示表面共同延伸；以及使得从与这些超声敏感显示表面中的至少一个超声敏感显示表面相关联的超声传感器像素子集获得超声传感器信号。

在该非瞬态计算机可读介质的一些实现中，可使得该非平面超声波穿过这些超声敏感显示表面中的所有超声敏感显示表面。

在该非瞬态计算机可读介质的一些实现中，外壳可具有前侧和面向与该前侧相反的方向的后侧，并且诸超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面可以在外壳的前侧上，并且诸超声敏感显示表面中的第二超声敏感显示表面可以在外壳的后侧上。

在该非瞬态计算机可读介质的一些实现中，外壳可具有横跨前侧和后侧之间的边缘侧，并且诸超声敏感显示表面中的第三超声敏感显示表面可以在该边缘侧上。

在该非瞬态计算机可读介质的一些实现中，超声发射器可以不是薄片的形式。

在该非瞬态计算机可读介质的一些实现中，超声发射器可具有棱柱形或圆柱形固体形状。

在该非瞬态计算机可读介质的一些实现中，超声发射器可具有与外壳的形状基本成比例的形状，并且超声发射器可以在外壳内基本居中。

在该非瞬态计算机可读介质的一些实现中，该非瞬态计算机可读介质可进一步存储附加计算机可执行指令，这些附加计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器进行以下操作：a)使得从该装置的触摸感测系统接收触摸数据，该触摸数据指示针对诸超声敏感显示表面中的一个或多个超声敏感显示表面的子集的一个或多个触摸事件，b)响应于(a)而使该超声发射器传送非平面超声波，以及c)响应于(a)而从与该一个或多个超声敏感显示表面的子集中的至少一个超声敏感显示表面相关联的超声传感器像素获得超声传感器信号。

在该非瞬态计算机可读介质的一些实现中，该非瞬态计算机可读介质可进一步存储附加计算机可执行指令，这些附加计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器进行以下操作：至少部分地基于超声传感器信号来获得指纹数据。

在该非瞬态计算机可读介质的一些实现中，指纹数据是针对1到10个手指。

在该非瞬态计算机可读介质的一些实现中，该非瞬态计算机可读介质可进一步存储附加计算机可执行指令，这些附加计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器进行以下操作：使用指纹数据来执行认证过程。

如实现39的非瞬态计算机可读介质，其中该非瞬态计算机可读介质可进一步存储附加计算机可执行指令，这些附加计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器进行以下操作：d)检测从触摸感测系统接收的触摸数据何时指示该多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件，以及e)响应于检测到从触摸感测系统接收的触摸数据指示该多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件而从第一超声敏感显示表面获得第一超声传感器信号并且从第二超声敏感显示表面获得第二超声传感器信号。

在该非瞬态计算机可读介质的一些实现中，该非瞬态计算机可读介质可进一步存储附加计算机可执行指令，这些附加计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器进行以下操作：在一个或多个时间段内从第一超声敏感显示表面获得第一超声传感器信号，该一个或多个时间段与在其内获得第二超声传感器信号的一个或多个时间段不同。

在该非瞬态计算机可读介质的一些实现中，该非瞬态计算机可读介质可进一步存储附加计算机可执行指令，这些附加计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器进行以下操作：至少部分地基于第一超声传感器信号来获得第一指纹数据，以及至少部分地基于第二超声传感器信号来获得第二指纹数据。

在该非瞬态计算机可读介质的一些实现中，该非瞬态计算机可读介质可进一步存储附加计算机可执行指令，这些附加计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器进行以下操作：使用第一指纹数据和第二指纹数据来执行认证过程。

在一些实现中，可以提供一种设备，该设备包括：用于从多个非共面表面超声感测指纹的装置，用于在该多个非共面表面上显示图形内容的装置，以及超声发射装置，该超声发射装置不与用于超声感测指纹的装置共同延伸，该超声发射装置被配置成响应于接收到一个或多个输入信号而生成并传送一个或多个超声波。

在该设备的一些实现中，该超声发射装置可被配置成发射穿过可在其上显示图形内容的所有表面的一个或多个超声波。

在该设备的一些实现中，该超声发射装置是该设备中唯一被配置成用于提供超声波以供用于从该多个非共面表面超声感测指纹的装置检测的超声发射装置。

在该设备的一些实现中，该设备可进一步包括外壳装置。该外壳装置可具有前侧和面对与该前侧相反的方向的后侧，并且该多个非共面表面可包括该外壳装置的前侧和该外壳装置的后侧。

在该设备的一些实现中，该外壳装置可具有横跨该前侧和该后侧之间的边缘侧，并且该多个非共面表面可进一步包括该边缘侧。

在该设备的一些实现中，该超声发射装置可以不是薄片的形式。

在该设备的一些实现中，该超声发射装置可具有棱柱形或圆柱形固体形状。

在该设备的一些实现中，该超声发射装置可具有与该外壳装置的形状基本成比例的形状，并且该超声发射装置可以在该外壳装置内基本居中。

在该设备的一些实现中，该设备可包括用于检测该多个非共面表面中的一者或多者何时经历触摸事件的触摸感测装置，以及用于以下操作的控制装置：a)从该触摸感测装置接收触摸数据，该触摸数据指示针对诸超声敏感显示表面中的一个或多个超声敏感显示表面的子集的一个或多个触摸事件，b)响应于(a)而使该超声发射装置传送一个或多个超声波，以及c)响应于(a)而从与该多个非共面表面中的至少一个表面相关联的用于超声感测指纹的装置获得超声传感器信号。

在该设备的一些实现中，该控制装置可以用于至少部分地基于超声传感器信号来获得指纹数据。

在该设备的一些实现中，指纹数据可以针对1到10个手指。

在该设备的一些实现中，该控制装置可进一步用于使用指纹数据来执行认证过程。

在该设备的一些实现中，该控制装置可进一步用于：d)检测从该触摸感测装置接收的触摸数据何时指示该多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件，以及e)响应于检测到从该触摸感测装置接收的触摸数据指示该多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件而经由用于超声感测指纹的装置从第一表面获得第一超声传感器信号并且从第二表面获得第二超声传感器信号。

在该设备的一些实现中，该控制装置可进一步用于在一个或多个时间段内从第一表面获得第一超声传感器信号，该一个或多个时间段与在其内获得第二超声传感器信号的一个或多个时间段不同。

在该设备的一些实现中，该控制装置可进一步用于：至少部分地基于第一超声传感器信号来获得第一指纹数据，以及至少部分地基于第二超声传感器信号来获得第二指纹数据。

在该设备的一些实现中，该控制装置可进一步用于使用第一指纹数据和第二指纹数据来执行认证过程。

本文中所描述的操作、功能和/或方法中的一些或全部可以由一个或多个设备根据存储在一个或更多个非瞬态介质上的指令(例如，软件)来执行。此类非瞬态介质可包括诸如本文描述的那些存储器设备，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。相应地，本公开中所描述的主题内容的一些创新方面可以在一种或多种其上存储有软件的非瞬态介质中实现。例如，该软件可包括用于控制一个或多个设备执行方法的指令。

附图简述

本说明书中所描述的主题内容的一个或多个实现的细节在附图及以下描述中阐述。其他特征、方面和优点将从该描述、附图和权利要求书中变得明了。应注意，以下附图的相对尺寸可能并非按比例绘制。各个附图中相似的附图标记和命名指示相似要素。

图1是示出根据一些所公开实现的装置的示例组件的框图。

图2和3描绘了装置的前侧和后侧的等角视图。

图4和5描绘了图2和3的装置的显示系统的前侧和后侧的等角视图。

图6描绘了图4和5的显示系统的分解视图。

图7以“展平”格式描绘了图4和5的显示系统以及其他元件的分解视图。

图8示出了根据一些所公开实现的装置的示例组件。

图9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像素阵列的各方面。

图10描绘了一种使用本文中所描述的实现来获得指纹扫描的技术的流程图。

图11描绘了如本文中所公开的展示多面指纹检测的实现的示例。

图12描绘了另一种使用本文中所描述的实现来获得指纹扫描的技术的流程图。

图13-A和13-B描绘了示例装置(举例而言，诸如图2的装置)被握在用户手中。

图13-C示出了图13-A和13-B的装置的显示系统和相关联的超声指纹传感器系统。

提供附图是为了促进对本公开中所讨论的概念的理解，并旨在说明落入本公开的范围内的一些实现，但并非旨在限制——与本公开一致且未在附图中描绘的实现仍被认为在本公开的范围内。

详细描述

以下描述针对某些实现以旨在描述本公开的创新性方面。然而，本领域普通技术人员将容易认识到，本文的教导可按众多不同方式来应用。所描述的实现可以在包括如本文中所公开的生物测定(biometric)系统的任何设备、装置或系统中实现。另外，构想了所描述的实现可被包括在各种电子设备中或与其相关联，这些电子设备诸如但不限于：移动电话、启用因特网的多媒体蜂窝电话、移动电视接收机、无线设备、智能电话、智能卡、设备、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收机、手持式或便携式计算机、上网本、笔记本、智能本、平板设备、全球定位系统(GPS)接收机/导航器、相机、数字多媒体播放器(诸如MP3播放器)、摄像机、游戏控制台、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、电子照片、立体声系统、DVD播放机、VCR、收音机、便携式存储器芯片、停车计时器、审美结构(诸如在一件珠宝或衣服上的图像显示)和各种EMS设备。本文中的教导也可用于诸如但不限于消费电子产品的部件、液晶器件、以及电泳器件的应用中。因此，这些教导不旨在仅限于在附图中描绘的实现，而是具有广泛的适用性，如将对本领域的普通技术人员而言是显而易见的。

使用指纹进行认证(例如，以允许特定用户访问特定设备或认证用设备执行的事务)现在已经很常见了。如本文中所使用的，术语“手指”可以指手的任何手指，包括拇指。相应地，出于本公开的目的，拇指指纹应理解为也构成“指纹”。类似地，引用“手指”应理解为包括“手指和拇指”。因此，例如，引用“一个人的全部十个手指”应理解为指该人双手的全部十指。

可以用于指纹认证目的的一种特定类型的指纹传感器是超声指纹传感器。现有的超声指纹传感器包括多个层的堆叠，这些层可以放置在例如设备的显示器下方，并且用于通过设备的显示器读取指纹。这样的超声指纹传感器可包括压电发射器层、压电传感器材料层和传感器像素层。在一些这样的超声指纹传感器中，压电发射器层和压电传感器材料层可以是压电材料的同一层，例如，同一压电材料既可以用于响应于施加在材料上的电势而产生超声波，又可以用于将由压电材料接收的反射超声波转换成可以由传感器像素层测量的电势。

在这样的超声指纹传感器中，压电发射器层、压电传感器材料层和传感器像素层通常是共同延伸的，即，每个这样的层(或至少其主动参与获得指纹读数的部分)通常可以是相同的大小和形状，并且彼此完全交叠。

本公开涉及可被用在期望从其多个非共面表面获得指纹读数的设备中的新型超声指纹传感器。在一些实现中，这样的表面可具有不在同一方向上的表面法线，例如，设备的前侧和背侧可以是平行的，但具有面向相反方向的表面法线。

这样的设备可包括例如使用具有位于这样的设备的不同侧的分立显示面板的显示系统的设备(例如，膝上型设备、电话或平板设备)，其可具有主显示面板和副显示面板，主显示面板被定位为经由设备一侧的显示表面来示出图形内容，并且副显示面板被定位为经由设备另一侧(例如，设备的相对侧)的副显示表面来示出图形内容。

这样的设备还可包括例如利用柔性显示技术的最新发展来允许具有一个或多个显示面板的显示系统的设备，这些显示面板是柔性的，并且因此可被用于提供无缝“环绕”设备的多个侧面的显示器。例如，移动电话可具有显示器，该显示器跨电话的主表面延伸，并且环绕电话的一个长边，以跨电话的与电话的初始主表面相反的电话的一侧上的另一主表面延伸。

应当理解，此处使用的术语“显示系统”指的是可以被控制以可变地显示图形内容的一个或多个多像素显示器。为了在本公开中进行讨论，还可以参考显示系统的“显示表面”。显示表面应被理解为是指可以被使得响应于各种控制信号而显示图形内容的装置的表面，即，显示表面包括多个显示像素，这些显示像素可以被控制以显示图形内容。显示表面应被理解为通常与设备的表面相对应。例如，以具有面向相反方向的两个分立显示面板的显示系统为特色的设备将具有带有两个显示表面的显示系统。在另一示例中，以具有单个柔性显示面板(其跨设备的前部和背部以及跨横跨设备的前部和背部之间的一个侧面延伸)的显示系统为特色的设备将被理解为潜在地具有至少三个显示表面——一个显示表面跨设备的前部延伸，另一显示面板跨设备的后部延伸，并且第三显示表面跨设备的上述侧面延伸。不同显示表面之间的圆角过渡可以是例如被视为在一个或两个表面之间过渡的部分(例如，接合两个显示表面的90°圆角可以被视为这两个显示表面的延伸，或者例如与一个这种显示表面毗邻的90°角的45°可以被视为该显示表面的延伸，并且其另一个45°可以被视为另一个显示表面的延伸)，或者可以各自被视为它自己的与这样的圆角表面在其之间过渡的这两个显示表面分离的单独的显示表面。在上述示例中，前显示表面、后显示表面和侧显示表面都彼此不共面，尽管前显示表面和后显示表面可以彼此平行。

本文中所讨论的超声指纹传感器将超声传输元件与包括压电传感器材料层和传感器像素层的层堆叠解耦。例如，在典型的超声指纹传感器中，存在用作压电超声发射器和压电超声接收器两者的单个压电层(压电传感器材料层)或者两个单独的压电层，一个被用作压电超声发射器，而另一个被用作压电超声接收器。在任一情形中，(诸)压电层通常至少跨在其中使用它们的指纹传感器的整个有源区域延伸。由于压电发射器层的一般二维特性，所产生的超声波在本质上一般是平面的，并且具有在名义上垂直于超声发射器层的主平面的方向上行进的波前。

在本文中所讨论的超声指纹传感器系统中，省略了典型超声指纹传感器的层堆叠的平面超声发射器层(如果与超声接收器层分离的话)，取而代之的是紧凑的压电(或光声)元件，其a)不是层堆叠的一部分并且b)表面积比通常使用的超声发射器层的表面积小得多，即，比压电传感器材料层的表面积小得多(其面积通常等于或大致相当于压电超声发射器层的面积)。此外，所使用的超声发射器可以在与不同的非共面显示表面相关联的压电传感器材料层和传感器像素层之间共享。因此，所使用的超声发射器可以同时在多个方向上提供超声波，从而全向地辐射超声波通过设备并通过与具有超声指纹感测能力的每个显示表面相关联的压电传感器材料层和传感器像素层。来自与这样的显示表面接触的对象(例如，指尖)的超声波的反射随后可以由邻近那些超声敏感显示表面的超声指纹传感器系统超声传感器像素来检测。在一些这样的实现中，所使用的超声发射器可以是装置内的唯一超声发射器。

在一些实现中，超声发射器的大小可以被设定为具有与在其中使用它的装置的纵横比相似的纵横比，例如，一般与装置的外壳的形状成比例。例如，如果在具有160mm的长度、80mm的宽度和8mm的厚度(20:10:1的长度/宽度/厚度纵横比)的智能电话中使用超声发射器，则超声发射器的大小可以被设定为具有大致相似的纵横比(并且以相同的方式取向)。例如，这样的设备中的超声发射器可例如具有8mm的长度、4mm的宽度和0.4mm的厚度。在一些这样的实现中，超声发射器的尺寸在乘以公共比例因子(例如，0.05)之后可以各自在这些尺寸的值的±10％之内。因此，例如，诸如上述示例的超声发射器(例如，用于具有160mm的长度、80mm的宽度和8mm的厚度的装置)可以具有7.2mm到8.8mm(8mm的±10％)之间的长度、3.6mm到4.4mm(4mm的±10％，)之间的宽度和0.36mm到0.44mm(0.4mm的±10％)之间的厚度。将超声发射器集中成更小、更像点源的形状因子可以允许减小整个器件的厚度(或者保持相同但用于其他目的)，因为将不需要通常用于容纳大得多表面积的压电层的厚度。

在一些这样的或替换的实现中，超声发射器的尺寸可被设定为使得超声发射器的外表面积小于或等于装置外壳的外表面积的10％。

在一些这样的实现中，超声发射器也可以在外壳内基本上居中，例如，相对于测量这些尺寸的方向，在装置中心的高度、宽度或长度的±10％以内。如果超声发射器在一个方向上特别薄(例如，一个方向上的尺寸与超声发射器在其他方向上的其他尺寸相比在该方向上小一个数量级或多个数量级)，则在一些实现中，超声发射器可被定位在该装置的外壳在该方向上的尺寸的多达±25％以内。因此，以上面提供的示例为例，用于具有160mm的长度、80mm的宽度和8mm的厚度的装置的超声发射器可以居中在从装置的中心点沿装置的长度轴在±16mm(160mm的±10％)之间、从装置的中心点沿装置的宽度轴在±8mm之间(80mm的±10％)、并且从装置的中心点沿装置的厚度轴在±2mm(8mm的±25％)之间的位置。这样的定位可以提供关于由此产生的超声波的更均匀或均匀的覆盖，从而导致更均匀的指纹感测性能。

在一些实现中，这样的系统可以与其他传感器技术(例如，触摸屏传感器)耦合，以允许仅从与这样的其他传感器技术指示当前与对象(例如，手指)接触的显示表面相关联的超声传感器像素子集选择性地读取数据。

这样的实现允许从设备的多个不同取向的表面同时或几乎同时进行指纹检测。与利用跨超声指纹传感器系统的整个有源区域延伸的超声发射器层的超声指纹传感器体系相比，这样的实现还可以提供降低的功耗，因为与使一个或多个超声发射器层产生超声波所需的功率量相比，可以减少使超声传输元件产生超声波所需的功率量。这种益处在以其不同侧上的多个超声敏感显示表面为特色的装置中尤其明显，因为同一超声传输元件可以与2、3、4、5、6个或更多个压电超声接收器层联用。在这样的示例中，超声传输元件的表面积可以保持不变，而所使用的超声接收器层的表面积可基于接收到由超声传输元件产生的超声波的不同超声敏感表面的数量而波动。如果改为使用传统的超声指纹传感器技术，则超声传输层的表面积将随超声接收器层的表面积而缩放，例如，在其前侧和背侧都具有传统超声指纹传感器的设备将具有压电超声发射器层，其表面积是仅在设备的前侧或背侧具有传统超声指纹传感器的类似设备中存在的表面积的两倍。作为对比，如果相同的设备使用如本文中所描述的超声指纹传感器系统(例如，具有不是具有超声接收器层的层堆叠中的层的超声传输元件)，则超声传输元件的表面积可以保持相同，而不管该设备是仅在前侧、前侧和背侧两者、还是在前侧、背侧和其他侧具有超声敏感显示表面。

通过使用单个超声传输元件来提供可能被多个不同的超声接收器层接收的超声波，与以分立的压电超声传输和接收器层为特色的超声指纹传感器相比，这样的实现可提供降低的成本，因为可以省略多个压电超声传输层并用单个超声传输元件代替。对于使用与超声传输层和超声接收器层两者相同的压电材料层的超声指纹传感器，超声层的数目可能不会有任何减少，因为在任一情形中，每个超声敏感显示区域都将具有单个超声层。然而，与使用单独的压电层(或元件)进行超声传输和接收的超声指纹传感器相比，包括被用于超声波的传输和接收两者的单个压电层的超声指纹传感器有时可能经历缩短的操作寿命。例如，在单个指纹读取操作期间，被用于既传送又接收超声波的单个压电层的有效使用量是两个分立压电层(其中一个用于传送超声波，而另一个用于接收超声波)中的任一个的两倍。相应地，与使用单个压电材料层来提供超声波的传输和接收两者的超声指纹传感器相比，利用分立压电超声传输元件的超声指纹感测器(诸如本文中所讨论的那些超声指纹感测器)可以提供增强的操作寿命。

图1是示出根据一些所公开实现的装置的示例组件的框图。在该示例中，装置100包括超声指纹传感器系统102、控制系统106、存储器系统108和显示系统110。在一些实现中，装置100可包括接口系统104。

超声指纹传感器系统102可包括超声全向波发生器。超声指纹传感器系统102还可包括压电接收器层，诸如聚偏二氟乙烯PVDF聚合物层或聚偏氟乙烯-三氟乙烯(PVDF-TrFE)共聚物层。在一些示例中，超声指纹传感器系统102可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。

从超声指纹传感器系统102接收的数据在本文中有时可被称为“指纹传感器数据”、“指纹图像数据”、“超声指纹数据”、“超声信号”等，尽管数据通常将以电信号的形式从指纹传感器系统接收，随后由一个或多个处理器处理。相应地，在不进行附加处理的情况下，这样的图像数据将不一定能被人类感知为图像。

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、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其组合。在该示例中，控制系统106被配置成用于与超声指纹传感器系统102和显示系统110通信并控制超声指纹传感器102和显示设备110。根据一些示例，控制系统106可包括用于控制超声指纹传感器系统102的专用组件。在该示例中，控制系统106还可被配置成用于与存储器系统108通信。根据一些示例，控制系统106还可包括一个或多个存储器设备，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。在一些实现中，控制系统106的功能性可在一个或多个控制器或处理器之间(诸如在移动设备的专用传感器控制器和应用处理器之间)被划分。

在该示例中，存储器系统108包括一个或多个存储器设备，诸如一个或多个RAM设备、ROM设备等。在一些示例中，存储器系统108可包括一个或多个计算机可读介质、存储介质和/或存储介质。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，包括可被实现成将计算机程序从一地转移到另一地的任何介质。存储介质可以是可被计算机访问的任何可用介质。在一些示例中，存储器系统108可包括一个或多个非瞬态介质。作为示例而非限定，非瞬态介质可包括RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、压缩碟ROM(CD-ROM)或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或可被用来存储指令或数据结构形式的期望程序代码且可被计算机访问的任何其他介质。

装置100的一些实现可包括接口系统104。在一些示例中，接口系统104可包括无线接口系统。在一些实现中，接口系统104可包括用户接口系统、一个或多个网络接口、控制系统106与超声指纹传感器系统102之间的一个或更多个接口、控制体系106与存储器系统108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。

接口系统104可被配置成提供装置100的各组件之间的通信(其可包括有线或无线通信、电通信、无线电通信等)。在一些这样的示例中，接口系统104可被配置成提供控制系统106和超声指纹传感器系统102之间的通信。根据一些这样的示例，接口系统104可例如经由导电材料(例如，经由导电金属线或迹线)将控制系统106的至少一部分耦合到超声指纹传感器系统102。根据一些示例，接口系统104可被配置成提供装置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104可包括一个或多个用户接口。在一些示例中，接口系统104可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)接口或串行外设接口(SPI))。

在该实现中，装置100可包括显示系统110。在一些这样的示例中，显示系统110可包括诸层，其可统称为“显示堆叠”。在一些示例中，显示系统110可以是或可包括发光二极管(LED)显示器，诸如有机发光二极管(OLED)显示器。

装置100可被用在各种不同的上下文中，本文中公开了其中的一些示例。例如，在一些实现中，移动设备可包括装置100的至少一部分。在一些实现中，可穿戴设备可包括装置100的至少一部分。例如，可穿戴设备可以是手环、臂带、腕带、戒指、头带或贴片。在一些实现中，控制系统106可驻留在一个以上的设备中。例如，控制系统106的一部分可驻留在可穿戴设备中，并且控制系统106的另一部分可驻留在另一设备(诸如移动设备(例如，智能电话))中。在一些这样的示例中，接口系统104也可驻留在一个以上的设备中。

虽然上面的讨论提供了可用于实现本文中所讨论的概念的各种设备的元件的概览，但是以下附图提供了提供关于上面所讨论的概念的进一步洞察的附加细节。

图2和3分别描绘了装置200的前侧和后侧的等角视图。该示例中的装置200是智能电话或类似设备，但应领会，其他设备可被用来代替装置200并按相似或类似的方式进行配置。装置200具有外壳202，在该示例中，外壳202在几乎所有侧面上被环绕式显示系统210包围。例如，环绕式显示系统210与包括诸超声传感器像素子集的超声指纹传感器系统(此处未单独示出)配对，每个超声传感器像素子集与覆盖并邻近其的显示系统210的部分配合提供超声敏感显示表面，诸如分别为第一超声敏感显示表面224(位于装置200的前侧218)、第二超声敏感显示表面226和226'(位于装置200的后侧220)、以及第三、第四、第五和第六超声敏感显示表面228、230、232和234，所有这些超声敏感显示表面都位于装置200的不同的相应边缘侧222。应理解，本文中所讨论的实现还包括以显示系统为特色的装置、设备和系统(装置将在本文中被用来指代诸装置以及系统和设备)，这些显示系统在装置200的至少两个但小于或大于六个侧面或表面上具有超声敏感显示表面。例如，一些装置可仅在装置的两个或三个表面上具有超声敏感显示表面，而其他装置可具有六个以上的侧面，并且也可以在其六个以上的侧面或表面上具有超声敏感显示表面。

在图2和3中还示出了超声发射器216，其以点线示出以指示其位于装置200的内部并且实际上在外部不可见。超声发射器216通常位于装置200内的中心，尽管在其他实现中可位于装置内的其他地方。在一些实现中，外壳202内部的开放空间或间隙可以可任选地全部或部分填充有凝胶物质，以帮助超声发射器216与外壳202和装置200的其他元件之间的声耦合。这样的材料可以减少超声波在装置内部传导时可能遇到的声阻抗失配的数目和/或严重程度，从而减少超声波在由超声发射器216生成之后穿过外壳202时可能产生的潜在反射伪影的数目和幅度。

应理解，装置200的显示系统210可被配置成响应于由装置200的控制器提供的控制信号而在装置200的几乎所有表面上提供图形内容，例如，图像、动画、文本等。该示例中的显示系统210例如可以是柔性基板显示系统，诸如使用柔性有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)、塑料有机发光二极管(POLED)、柔性无源矩阵有机发光二级管(PMOLED)或其他合适的柔性显示技术的显示系统。

图4和5示出省略了外壳202的图2和3的显示系统210。虽然由于超声指纹传感器系统的薄特性而在这些附图中不明显，但是超声指纹传感器体系可被定位在显示系统210或其至少部分的下方。

图6描绘了图4和5的显示系统210的分解视图，其中第一至第六超声敏感显示表面224-234中的每一者被示为分立表面。在该示例中，这些超声敏感显示表面仅仅是一个连续结构的不同的超声敏感显示表面，但是在其他实现中，两个或更多个超声敏感显示表面可以由不同的分立结构(例如，不是单个集成基板的部分的两个或更多个单独的显示器)提供。图6中还示出了超声发射器216。例如，超声发射器216可以由串联电连接在两个电极之间的小块(例如，矩形或棱柱形固体或圆柱形固体)提供，这两个电极可被用于提供跨超声发射器216的激励电压以使其产生超声波。在一些实现中，超声发射器216可以替换地由光声材料制成，该光声材料与光源光学耦合，该光源可被控制为打开和关闭以刺激(和停止刺激)该光声材料，从而使该光声材料产生超声波。

显示系统210的统一设计在图7中更清楚地示出，图7以“展平”格式(例如，显示系统210在展开和展平的情况下将是什么样子)描绘了图4和图5的显示系统210。除了显示系统210之外，还以分解格式示出了附加的层/结构，包括可任选的触摸感测系统236(例如，互电容或自电容触摸感测系统)、超声传感器基板214以及压电层212。例如，触摸感测系统236可以是可被用于检测用户对显示系统210的触摸输入的任何合适的传感器技术。例如，触摸感测系统236可以提供在柔性基板上，该柔性基板可被整形为符合与显示系统210(当安装到外壳202时)相同的整体形状。触摸感测系统236可覆盖显示系统210，并且在一些实现中，可以是显示系统210的一部分。

超声传感器基板214可以例如由柔性基板提供，该柔性基板具有位于其上的一个或多个超声传感器像素阵列。例如，每个超声传感器像素可以与压电层212导电接触，压电层212也可以是柔性的，以使得可被包括在超声传感器像素中的薄膜晶体管能够记录由于超声波通过压电层212的各部分而可能在压电层212内发生的局部电压变化。

图8示出了根据一些所公开实现的装置的示例组件。与其他所公开实现一样，元件的类型、数目和布置以及元件的尺寸仅仅是示例。根据该示例，装置800被配置成执行本文中所公开的诸方法中的至少一些方法。根据该实现，超声指纹传感器系统806是超声传感器系统，其包括压电层812、在压电层812的一侧上的电极层840和在压电层812的第二且相对侧上的超声传感器像素808阵列。在该实现中，压电层812是包括一个或多个压电聚合物的超声接收器层。

超声指纹传感器系统806还包括超声发射器816，其藉由电互连接口854与控制系统838连接。超声发射器816由压电材料制成，但不是类似压电层812的与压电层812共同延伸的压电材料层的形式。确切而言，超声发射器816具有体积固体(例如，矩形固体、圆柱形固体等)的形式。控制系统838可被配置成可控制地使超声发射器816响应于接收到一个或多个控制信号而产生超声波846。然而，应理解，在一些实现中，超声发射器816可以小到20微米厚。

在该示例中，所示的各种层都形成在柔性材料上，并且被弯曲成U形形式(例如，环绕设备的外壳的三个侧面)。这些层的曲面弯曲部分用虚线表示。在一些实现中，曲面弯曲部分也可以具有与所示的平坦平面部分类似的特征和元件，但在其他实现中，它们可能缺少一个或多个这样的特征和/或元件，并且如果有保证的话，可改为简单地以电迹线(其可以允许具有电部件特征的各个区域与层的其他区域通信)为特色。

根据该示例，电极层840驻留在钝化层842与压电层812之间。在一些示例中，钝化层842可包括粘合剂，诸如环氧树脂膜、聚合物层(诸如聚对苯二甲酸乙酯(PET)层)等。

在该示例中，提供了作为薄膜晶体管(TFT)层的超声传感器基板814；该薄膜晶体管层可包括多个传感器电路，这些传感器电路形成多个超声传感器像素808，这些超声传感器像素808各自能够响应于在对应的超声传感器像素位置处在压电层812内接收到超声波而检测在压电层812内生成的局部电势。超声传感器像素808例如可被布置成矩形阵列、多个矩形阵列、或其他模式。超声传感器基板814/TFT层可包括一种或多种类型的金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)，其通过在TFT基板上沉积有源半导体层以及电介质层和金属触点的薄膜而制成。在一些示例中，TFT基板可以是诸如玻璃之类的的非导电材料，但是如果超声指纹传感器系统806如在该示例中那样被设计成例如弯曲成非平面配置，则TFT基板可以改为柔性材料，例如，聚合物材料。

在该示例中，装置800包括显示系统810，在该实例中其包括OLED显示器。此处，OLED显示器经由粘合层844附连到超声传感器基板814/TFT层。与超声指纹传感器系统806一样，在一些实现中，显示系统810可被提供在刚性基板(例如，玻璃)上，但是在其他实现(以及诸如所示的实现)中，可被提供在柔性基板(例如，聚合物基板)上。例如，显示系统810可以是使用一个或多个POLED显示器(塑料OLED显示器)来提供的。可提供遮盖850(例如，遮盖玻璃或聚合物材料)以保护显示系统810和其他内部组件不暴露于灰尘、湿气、或物体(诸如手指)的物理接触。遮盖850还可以可任选地包括触摸感测系统(例如，互电容或自电容触摸感测系统)，其可被用于向底层显示系统810提供输入(在其他实现中，触摸感测系统可被提供为显示系统810的一部分)。

根据该实现，超声传感器基板814/TFT层、超声传感器像素808阵列和电极经由电互连接口854的一部分(其在该实例中包括导电材料和柔性印刷电路(FPC))电耦合到控制系统838的至少一部分和超声层812/超声接收器层的一侧。

根据该示例，装置800被配置成执行本文中所公开的诸方法中的至少一些方法。在该示例中并且如上所述，控制系统838被配置成控制超声传感器系统以使超声发射器816传送一个或多个超声波846。根据该示例，(诸)超声波846透射通过TFT层814、显示系统810和遮盖850。根据该示例，(诸)超声波846的超声波反射848是由遮盖850的外表面和与该外表面接触的任何东西(其可以是空气或目标对象856的表面(诸如指纹的脊和谷(在本示例中，目标对象是指尖，如图所示)等))之间的界面852处(或附近)的声阻抗对比度引起的。(如前所述，术语“手指”可以指任何手指，包括拇指；相应地，拇指指纹将被视为一种“指纹”)。

在一些这样的示例中，当这样的反射波穿过毗邻压电层812并且在目标对象856下方的每个超声传感器像素808的位置处在压电层812内产生局部电势时，超声波反射848可被定位在目标对象856下方的超声波传感器像素808检测到。与所检测到的超声信号相对应的电信号可以由超声指纹传感器系统提供给控制系统838。在一些这样的实现中，对应于遮盖/空气界面的超声波反射848也可以被电极层840检测到，并且由背景反射的超声波信号产生的对应电信号也可以被提供给控制系统838。在一些这样的实现中，与由控制系统838用于基于指纹的认证的收到超声信号相对应的电信号可以基于由超声传感器像素808阵列检测到的来自遮盖/手指界面的超声波反射848。

应理解，当超声波846穿过时以及当反射超声波(如果存在的话)再次穿过时，超声传感器像素808可以生成指示检测到超声波的信号。例如，控制系统838可被配置成通过例如实现距离门延迟或其他基于时间的区分技术来区分这两种类型的检测事件。例如，控制系统838可以使超声发射器在第一时间发射超声波，并随后可在从超声传感器像素808读取数据之前等待第一时间段。第一时间段可被选择为足够长(使得超声波846在控制器从超声传感器像素808读取数据之前将已经穿过压电层812)但足够短(使得控制系统838从超声传感器像素808读取数据将捕获由返回的超声波反射848产生的数据)。替换地，控制系统838可以简单地在使超声发射器816生成超声波846之后持续地从超声传感器像素808读取数据，并且由控制系统838或其他系统或组件进行的后处理可以用于在由穿过压电层812的超声波846引起的超声波检测事件(其将是在生成超声波846之后生成的第一个这样的检测事件)以及随后不久由再次穿过压电层812的超声波反射848引起的后续超声波检测事件之间进行区分。

图9代表性地描绘了用于超声传感器系统的传感器像素908的4×4像素阵列935的各方面。每个超声传感器像素908可以例如与压电传感器材料(PSM)的局部区域、峰值检测二极管(D1)和读出晶体管相关联；这些元件中的许多或全部可以形成在基板上或基板中，以形成像素电路936。在实践中，每个超声传感器像素908的压电传感器材料的局部区域可以将所接收到的超声能量转换成电荷。每个超声传感器像素908的峰值检测二极管D1可以记录由该超声传感器像素908的压电传感器材料的局部区域检测到的最大电荷量。像素阵列935的每一行随后可被扫描(例如，通过行选择机构、栅极驱动器或移位寄存器)，且每列的读出晶体管可被触发以允许每个超声传感器像素908的峰值电荷的幅度由附加电路系统(例如，复用器和A/D转换器)读取。像素电路936可包括一个或多个TFT以允许超声传感器像素908的选通、寻址和复位。

每个像素电路936可提供关于由超声传感器系统检测到的对象的一小部分的信息。虽然为了便于说明，图9中所示的示例具有相对粗的分辨率，但是分辨率约为每英寸500像素或更高的超声传感器可配置有恰当缩放的结构。超声传感器系统的检测区域可以取决于期望的检测对象来选择。例如，检测区域的范围可以从单根手指的约5mm x 5mm到四根手指的约3英寸x 3英寸。可以恰当地对目标对象使用更小和更大的区域，包括正方形、矩形和非矩形几何形状。例如，在一些实现中，诸如本文中所讨论的各种实现中的一些实现(其中设备可具有不仅包括显示能力而且包括超声指纹检测能力的多个侧面)，超声指纹传感器系统的检测区域可以与设备的显示系统的有源显示区域一样大，或者(如下文稍后所述)甚至更大。

具有允许从其多个非共面表面同时或几乎同时获得多个指纹和/或允许从其多个非共平面表面中的任一者获得指纹的超声指纹传感器系统的设备可被配置成提供不以此类能力为特色的指纹传感器系统无法提供的特定功能性。

图10描绘了一种使用本文中所描述的实现来获得指纹扫描的技术的流程图。图10的技术可在框1002中开始，其中以具有从多个非共面表面获得指纹的能力的超声指纹传感器系统为特色的设备(诸如本文中所描述的诸设备中的一者)的控制系统可接收用以发起指纹扫描的信号。这样的信号可以例如由控制系统和/或与控制系统处于通信的设备的处理器执行的程序代码或软件产生。在一些实现中，用以发起指纹扫描的信号还可以包括标识要对其执行指纹检测的设备的一个或多个侧面或一个或多个侧面上的一个或多个区域的信息。

在框1004中，控制系统可使设备的超声发射器传送超声波。如以上所讨论的，超声发射器可以是与设备的(诸)超声传感器基板以及(诸)压电层分立的组件，这些压电层可由超声指纹传感器系统用作超声接收器。超声波可以按大致全向的方式(或者至少按非平面的方式)从超声发射器向外传播，以使得它穿过与上述每个非共面表面相关联的超声传感器像素。当超声波到达设备的最外表面时，超声波将在不同程度上反射回超声指纹传感器系统的传感器像素，这取决于在各个位置接触设备的事物。

穿过不同材料之间的过渡的超声波的反射可以根据反射比(例如，反射波的振幅与穿过材料过渡的源波的振幅的比率)操作。反射比是材料在材料过渡处的声阻抗的函数。在超声指纹传感器系统的情形中，设备与空的空气之间的过渡的反射比可能比设备与例如指尖的表皮之间的过渡的反射比大得多。因此，例如，在特定位置触摸设备的手指的指纹中的脊通常可以比指纹中的谷反射更少的超声波，指纹中的谷实际上可以充当包含小空气间隙通道的隧道，这些小空气间隙通道导致更多的超声波在这些位置被反射回来。

在框1006中，控制系统可在框1004中发射超声波之后立即或发射超声波的同时使得从超声指纹传感器系统的多个超声传感器像素子集中的一个或多个超声传感器像素子集的超声波传感器像素读取传感器数据。每个超声传感器像素子集可以与不同的超声敏感显示表面相关联，并且这些子集中的至少两个子集可以与非共面的超声敏感显示器表面相关联。

例如，如前所述，控制系统使得像素阵列的每一行被扫描(例如，通过行选择机构、栅极驱动器或移位寄存器)，且每列的读出晶体管可被触发以允许每个像素的峰值电荷的幅度由附加电路系统(例如，复用器和A/D转换器)读取。在一些实现中，可存在多个像素阵列，例如，在图7的示例中，超声指纹传感器系统的超声传感器基板714/TFT层可具有多个像素阵列，每个像素阵列在范围和位置上对应于显示系统层710的诸点线区域中的不同点线区域。在这样的实现中，控制系统可以顺序地或并行地执行多个扫描操作，每个这样的像素阵列一个扫描操作。

在一些实现中，控制系统可以在框1006中仅选择性地扫描超声指纹传感器系统的诸传感器像素中的一些。例如，如果用以发起指纹扫描的信号还包括了标识要对其执行指纹检测的设备的一个或多个侧面或一个或多个侧面上的一个或多个区域的信息，则控制系统可以可任选地仅使得超声指纹传感器系统的与要读取或扫描的设备的这些侧面或区域相对应的传感器像素产生指纹扫描。这样的实现可以为设备提供功率节约，因为可以节省与读取或扫描不在那些侧面上或不在那些区域中的其他传感器像素相关联的功耗。在其他实现中，超声指纹传感器系统的所有传感器像素都可以由控制系统使得被扫描或读取，但是被输出的所得数据可能由控制系统使得仅限于来自位于由被包括在用以发起指纹扫描的信号中的信息所指示的设备的(诸)侧面或(诸)区域上的传感器像素的数据。在任一情形中，所得数据集可能小于超声指纹传感器系统能够产生的最大数据集，从而需要控制系统(或其他系统)的较少处理开销，该控制系统对所获取的指纹扫描进行后处理以检测和定位其对应于实际指纹的一个或多个部分。

这样的实现可以例如用在各种上下文中。例如，在一些实现中，该设备可以是类似于智能电话或平板设备的设备，其具有防止用户访问该设备的软件和/或操作系统的能力，除非用户向该设备认证自己(举例而言，藉由例如一个或多个指纹)。一般而言，当前以指纹认证为特色的设备仅在设备的配备有指纹扫描能力的一侧的有限区域进行特色设计，并且用户被迫将其指尖放在该特定位置，以便向设备认证自己。作为对比，本文中所讨论的超声指纹传感器系统允许跨设备的大区域(包括其多个非共面表面上)提供指纹扫描能力。这允许用户在一些实例中仅通过拿起设备即可进行认证。

例如，诸如前面讨论的装置200之类的设备可被配置成在该设备处于访问受控状态时检测用户何时拿起或触摸了该设备。例如，该设备可包括：加速度计，其可以检测该设备何时在被移动(诸如当用户拿起它时)；或者触摸感测系统，其可以检测该设备何时在被用户的皮肤触摸。例如，控制系统可以监视加速度计数据或触摸感测系统数据以寻找设备被移动和/或设备被人触摸的潜在指示，并且响应于此，使超声指纹感测系统激活，以便从设备的表面获得一个或多个指纹扫描。例如，控制系统可以使超声指纹感测系统的整个区域(包括该区域在设备的多个非共面侧上的各部分)被扫描以寻找潜在的指纹。如果在所扫描区域中的任何地方检测到任何指纹，则可以将这些指纹与经授权用户的登记指纹进行比较。如果检测到的指纹与诸登记指纹中的任一者适当匹配，则控制系统可以确定用户是经授权用户，并向用户提供与其授权级别相称的访问级别。

在一些其他实现中，诸如装置200之类的的设备可被配置成向用户呈现认证界面，这些认证界面要求用户用其手指或拇指触摸设备的特定区域或侧面。这样的实现可被配置成要求向所讨论的设备的多个非共面表面提供多个指纹，以便使得未经授权的用户更难访问该设备。图11描绘了这样的实现的示例。在图11中，示出了装置1100(在该示例中为智能电话)被用户左手握持，其中装置1100的左边缘楔入用户的左手拇指的跟部，并且装置1100的右边缘被用户左手的中指、无名指和小指握持。用户左手的食指在装置1100的后面并触摸其后表面以提供额外的支撑，而用户左手的拇指正被用户用来与显示在设备前侧可见的显示器上的触摸屏控件交互(显示器的边界在该视图中未示出)。用户的左手和装置1100的分别被装置1100或用户的左手遮挡的部分用虚线或点线示出。点线同心圆或圆弧指示指尖与装置1100的超声敏感显示表面接触的位置。

在图11中可见的是GUI，该GUI包括已经由装置1100的控制系统执行的软件指定为指纹识别区的目标区域1158。GUI包括文本提示，该文本提示指令用户将一根手指放置在目标区域1158内并且将另一手指靠着设备的背侧放置。随后，装置1100可以使装置1100的超声指纹传感器系统的两个区域被扫描以寻找指纹——装置1100前侧的目标区域1158和与装置1100的整个背面共同延伸的区域。在该示例中，跨这样的区域执行的指纹扫描将导致对人的左手拇指和食指进行指纹扫描。

如果所扫描到的指纹与该用户的登记指纹适当匹配，则控制系统可以例如使装置1100执行需要用户认证的一个或多个动作，举例而言，诸如经由在装置1100上执行的应用程序(app)进行购买、参与涉及将资金从一个账户转移到另一账户或从一个帐户转移到个人的金融交易、允许用户访问存储在远程服务器上的设备上的数据(诸如电子邮件、照片、文件等)、访问用户简档信息、访问设备设置(特别是那些涉及生物测定认证(包括指纹、虹膜图像、声纹等)、屏幕锁定设置和/或密码、个人标识号或代码等的设置)。如果所扫描到的指纹不与该用户的登记指纹适当匹配，则控制系统可以响应于该认证尝试而使得不准许访问这样的信息(但在一些实现中可以响应于随后的成功指纹匹配而准予这样的访问)。

应领会，与仅从单个表面或共面表面扫描指纹的装置相比，要求提供来自其多个非共面表面的多个指纹扫描以认证用户的系统或装置可以提供更高水平的生物测定安全性。例如，不良行为者可能会发现将用户的手指放置到指纹传感器上以向具有该指纹传感器的装置认证用户是相对容易的，例如，如果用户在睡觉或以因其他原因失去意识，则简单地将用户的手指放置在这样的装置的指纹传感器上可能非常容易。然而，如果不良行为者同时还必须在第一手指正在接触设备的第一表面上的区域的同时使用户的其他手指同时接触装置的另一个或多个表面，则这将变得更难以实现(尤其是在不良行为者还必须同时握住所讨论的装置的情况下)。这样的实现还可能使得经授权用户在用户实际上不希望这样做的情况下更难意外认证事务。

图12描绘了另一种使用本文中所描述的实现来获得指纹扫描的技术的流程图。图12的技术可在框1202中开始，其中与具有从多个非共面表面获得指纹的能力的超声指纹传感器系统(诸如本文中所描述的诸设备中的一者)连接的控制系统可接收用以发起指纹扫描的信号。如图10的技术一样，这样的信号可以例如由控制系统和/或与控制系统处于通信的设备的处理器执行的程序代码或软件产生。同样类似于图10的实现，在一些实现中，用以发起指纹扫描的信号还可包括标识要对其执行指纹检测的设备的一个或多个侧面或一个或多个侧面上的一个或多个区域的信息。

在框1204中，控制系统可使设备的超声发射器传送超声波。如以上所讨论的，超声发射器可以是与设备的(诸)超声传感器基板以及(诸)压电层分立的组件，这些压电层可由超声指纹传感器系统用作超声接收器。超声波可以按大致全向的方式(或者至少按非平面的方式)从超声发射器向外传播，以使得它穿过与上述每个非共面表面相关联的超声传感器像素。当超声波到达设备的最外表面时，超声波将在不同程度上反射回超声指纹传感器系统的传感器像素，这取决于在各个位置接触设备的事物，如前所讨论的。

在框1206中，控制系统可以附加地从装置的触摸感测系统(例如，触摸屏传感器或其他类似器件)接收数据，该数据可以提供关于人的潜在触摸输入的位置的信息。例如，装置的(诸)显示系统可包括触摸屏传感器能力(例如，电阻式触摸屏传感器、表面电容式触摸屏传感器、投射式电容触摸屏传感器等)，其可以允许装置检测用户提供给装置的潜在触摸输入的位置。重要的是要注意，虽然超声指纹传感器系统在技术上能够执行触摸感测，但本文中所讨论的触摸感测系统指的是除超声指纹传感器之外的传感器系统。例如，触摸感测系统通常使用比用户用于指纹感测的粗得多的传感器像素间隔。在超声指纹传感器系统中，传感器像素节距可以约为500像素/英寸，以便获得足以对指纹进行成像的分辨率，并具有足够的细节以用于认证目的。作为对比，触摸感测系统通常利用粗得多的传感器像素节距(例如，约为每英寸小于10个传感器像素)，因为所需要的只是关于一个或多个触摸输入位置的位置信息。例如，可以通过传感器像素位置之间的插值来获得这样的输入，从而允许将触摸输入位置的位置准确度确定为比触摸感测传感器像素的分辨率高的分辨率。结果，触摸感测系统必须扫描以检测其感测区域内任何位置的触摸输入的传感器像素的数目通常比在同等尺寸的超声指纹传感器系统中需要扫描以检测对其的触摸输入的传感器像素的数目少几个数量级。相应地，与超声波指纹传感器系统相比，触摸感测系统能够操作用于以低得多的功耗、更高的速度和响应性以及更少的处理器开销来检测触摸输入。

关于图12的技术，该装置可具有多个超声敏感显示表面，并且可具有触摸感测系统，该触摸感测系统被配置成检测提供给这样的超声敏感显示面的触摸输入。控制系统可被配置成标识与由触摸感测系统提供的触摸输入的位置相对应的一个或多个这样的超声敏感显示表面(或其部分或区域)的子集(应理解，该子集不一定是真正的子集，即，在一些情形中，它可包括所有超声敏感显示表面)。

应领会，如果期望的话，框1204和1206的操作可以按顺序交换，因为超声波的生成可以在触摸感测系统触摸位置数据被控制系统接收之前、之后或之时执行。

随后，在框1208中，控制系统可以使得在框1204中在发射超声波之后立即或发射超声波的同时从与一个或多个超声敏感显示表面的子集中的至少一个超声敏感显示器表面相关联的超声传感器像素读取传感器数据。例如，如前所述，控制系统使得像素阵列的包括感兴趣的超声传感器像素的每一行被扫描(例如，通过行选择机构、栅极驱动器或移位寄存器)，且每列的读出晶体管可被触发以允许每个像素的峰值电荷的幅度由附加电路系统(例如，复用器和A/D转换器)读取。在一些实现中，控制系统可以标识一个或多个触摸输入的位置，并随后可以定义每个这样的触摸输入位置周围的区域，例如，大小被设置为通常足够大以包括产生该触摸输入的手指的指纹的区域(例如，1至7平方厘米)。在一些实现中，这样的区域可以各自以其各自的触摸输入位置为中心，并且例如可以是圆形、方形或以其他方式被整形为具有通常1:1的纵横比，从而增加了使用超声指纹传感器系统对每个这样的区域进行扫描将获得对应指纹扫描的几率。相应地，在一些这样的实现中，控制系统可以使得仅对位于与每个触摸输入位置相关联的上述定义区域内的传感器像素进行扫描以寻找超声指纹数据，从而减少执行指纹扫描所需的时间、功率和计算开销。替换地，可以扫描超声指纹传感器系统的较大区域以获取超声指纹数据，例如，可以扫描装置的所有一个或多个超声敏感显示表面(诸如与检测到触摸输入的装置的侧面相对应的超声敏感显示表面)以获取超声指纹数据，但是可以仅分析来自上述所定义区域内的传感器像素的数据以获取指纹，从而减少获得指纹扫描所需的计算开销。

这样的实现可以利用触摸感测系统来减少超声指纹传感器系统的潜在功耗和/或降低与从这样的超声指纹传感器系获得指纹扫描相关联的计算开销和响应性。

这样的技术在图13-A至13C中进一步解说。图13-A和13-B描绘了示例装置(例如，前述装置200)被握在用户手中(例如，类似于图11的装置1100)。如图13-A中可见，用户左手上的所有五根手指都在其各自的指尖处与装置200在位置1356a-e处进行接触。图13-B描绘了触摸事件位置1360a和1360b，其对应于由拇指和食指与装置200之间的接触引起的触摸事件。对于所描绘的其他三根手指，也可以存在类似的触摸输入位置，但由于视图取向，在图13-B中没有去这样的位置。

图13-B中还示出了扫描区域1362a和1362b，在该示例中，它们是大小足够大(例如，侧面上的1到2cm)的方形区域，以便能够在食指和拇指的指尖上获得超声指纹数据。

图13-C以展开等角视图示出了显示系统210和相关联的超声指纹传感器系统206(例如，其可包括先前讨论的压电层212、超声传感器基板214和超声发射器216)。可以看出，除了触摸事件位置1360a和1360b之外，中指、无名指和小指与装置200的接触还产生了触摸事件位置1360c、1360d和1360e。图13-C中还示出了扫描区域1362c、1362d和1362e，其中每个扫描区域以触摸事件位置1360c、1360d和1360e中的不同一者为中心。

在这样的实现中，装置200的控制系统可以确定触摸事件位置1360a-1360e，并随后标识每个这样的触摸事件位置周围的扫描区域1362a-1362e。随后，控制系统可以使超声指纹传感器系统206仅在每个扫描区域1362a-1362e内生成指纹的超声指纹数据。

在一些这样的实现中，这样的装置可以被配置成同时从一个或多个手指(例如，用户的手指和拇指中的一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个，或者甚至全部十个)寻求指纹认证。例如，控制系统可以使得向用户显示将所有十个手指/拇指尖放置在装置的超声敏感显示表面上的提示，以使得装置可以扫描用户的所有指纹以认证动作。

应领会，本文中所讨论的装置和系统可被配置成执行基于时间的复用，以便更清楚地标识超声指纹信号。例如，在一些实现中，控制系统可以使超声发射器生成超声波，并随后可以使来自与装置的第一超声敏感显示表面相关联的传感器像素的传感器数据被获得/读出。随后，可以使超声发射器在使来自与第二超声敏感显示表面相关联的传感器像素的传感器数据被获得/读出之前生成另一超声波。该过程可以按需继续，直到已从所有期望的超声敏感显示表面取得超声指纹扫描。在一些实现中，可以针对多个超声敏感显示表面实践这样的技术，这些超声敏感显示面全部同时被指示为经历触摸事件(例如，经由触摸感测系统)，其中来自每个超声敏感表面的指纹扫描/超声传感器信号以快速、顺序的方式(例如，在每次扫描几毫秒的跨度内)获得。对于用户而言，即使例如获得了装置的六个不同侧面的指纹扫描，这样的多表面顺序指纹扫描也可能看起来几乎是瞬时的。

应领会，虽然上面的讨论已聚焦于将压电材料用于超声发射器(例如，超声发射器216)，但是其他实现可以使用能够产生超声波的其他类型的材料。例如，在一些实现中，超声发射器可由光声材料(例如，当受到来自光源的刺激时发射超声波的材料(与跨其施加电势相反))制成。在这样的示例中，用于超声发射器的压电材料可以用光声材料代替，该光声材料可被使得响应于从一个或多个光源接收到的光子输入而产生超声波(例如，可被使得由控制系统激活)。

要进一步领会的是，虽然本公开已主要聚焦于结合显示系统的超声敏感显示表面来使用所公开的超声指纹传感器系统，但是其他实现可以在非显示上下文中使用本文中所公开的超声指纹传感器系统。例如，所公开的超声指纹传感器系统还可包括与对应的非显示表面(例如，不具有显示能力的外壳的表面)邻近的一个或多个超声传感器像素子集。在极端情形中，超声指纹感测系统的所有超声传感器像素都可以邻近非显示表面(例如，纳入了超声指纹感测量系统的装置甚至可能根本不具有显示器，并且每个超声传感器像素子集可以简单地邻近装置外壳的不同表面)。在识别所公开的超声波指纹传感器系统的该方面时，应理解，上面关于超声敏感显示表面的讨论也可以一般地适用于简单的“超声敏感表面”，其应理解为指设备或装置(其可以具有或可以不具有显示能力)的表面，这些表面借助于与这样的超声敏感表面邻近的超声传感器像素子集而具有超声指纹感测能力。

例如，纳入了超声指纹传感器系统(例如上面讨论的那些超声指纹传感器系统)的设备可以能够对来自与设备外壳和/或设备的用于显示图形内容的表面接触的手指的指纹进行超声扫描。

如本文中所使用的，引述一列项目“中的至少一者”的短语是指这些项目的任何组合，包括单个成员。作为示例，“a、b或c中的至少一者”旨在涵盖：a、b、c、a-b、a-c、b-c、以及a-b-c。

结合本文中所公开的实现来描述的各种解说性逻辑、逻辑块、模块、电路和算法过程可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。硬件与软件的这种可互换性已以其功能性的形式作了一般化描述，并在上文描述的各种解说性组件、框、模块、电路和过程中作了解说。此类功能性是以硬件还是软件来实现取决于具体应用和加诸于整体系统的设计约束。

用于实现结合本文中所公开的方面来描述的各种解说性逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件和数据处理装置可用设计成执行本文中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、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，或者是任何常规的处理器、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核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。在一些实现中，特定过程和方法可由专用于给定功能的电路系统来执行。

在一个或多个方面，所描述的功能可以在硬件、数字电子电路系统、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效物)中或在其任何组合中实现。本说明书中所描述的主题内容的实现也可实现为一个或多个计算机程序，即，编码在计算机存储介质上以供数据处理装置执行或用于控制数据处理装置的操作的计算机程序指令的一个或多个模块。

如果在软件中实现，则各功能可以作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质(诸如非瞬态介质)上或藉其进行传送。本文中所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，包括可被实现成将计算机程序从一地转移到另一地的任何介质。存储介质可以是可被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，非瞬态介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能被用来存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其他介质。并且，任何连接也可被恰适地称为计算机可读介质。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。以上的组合应当也被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作为代码和指令之一或者代码和指令的任何组合或集合而驻留在可被纳入计算机程序产品中的机器可读介质和计算机可读介质上。

对本公开中描述的实现的各种改动对于本领域普通技术人员可能是明显的，并且本文中所定义的普适原理可应用于其他实现而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中示出的实现，而是应被授予与权利要求、本文中所公开的原理和新颖性特征一致的最广范围。措辞“示例性”在本文中排他地(如果有的话)用来意指“用作示例、实例、或解说”。本文中描述为“示例性”的任何实现不必然被解释为优于或胜过其他实现。

本说明书中在分开实现的上下文中描述的某些特征也可组合地实现在单个实现中。相反，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可分开地或以任何合适的子组合实现在多个实现中。此外，虽然诸特征在上文可能被描述为以某些组合的方式起作用且甚至最初是如此要求保护的，但来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情形中可从该组合中去掉，且所要求保护的组合可以针对子组合、或子组合的变体。

类似地，虽然在附图中以特定次序描绘了诸操作，但这不应当被理解为要求此类操作以所示的特定次序或按顺序次序来执行、或要执行所有所解说的操作才能达成期望的结果。在某些环境中，多任务处理和并行处理可能是有利的。此外，上文所描述的实现中的各种系统组件的分开不应被理解为在所有实现中都要求此类分开，并且应当理解，所描述的程序组件和系统一般可以一起整合在单个软件产品中或封装成多个软件产品。附加地，其他实现也落在所附权利要求书的范围内。在一些情形中，权利要求中叙述的动作可按不同次序来执行并且仍达成期望的结果。

将理解，除非任何特定描述的实现中的特征被显式地标识为彼此不兼容，或者周围上下文暗示它们是互斥的并且不容易在互补和/或支持意义上组合，本公开总体构想和设想那些互补实现的特定特征可被选择性地组合以提供一个或多个综合但略有不同的技术解决方案。因此，将进一步领会，以上描述仅作为示例给出，并且可以在本公开的范围内进行详细修改。

应理解，短语“对于一个或多个＜项目＞中的每个＜项目＞”、“一个或多个＜项目＞中的每个＜项目＞”等(如果在本文中使用的话)包括单项目组和多项目组，即，短语“for…each(对于……每个)”在编程语言中用于指所引用的任何项目群体中的每个项目的意义上使用。例如，如果引用的项目群体是单个项目，则“每个”将仅指该单个项目(尽管字典中对“每个”的定义经常将该术语定义为指“两个或更多个事物中的每一个”)，而不意味着必须至少有两个这样的项目。类似地，术语“集(集合)”或“子集”本身不应被视为必然涵盖多个项目——应理解，集(集合)或子集可以涵盖仅一个成员或多个成员(除非上下文另有说明)。

诸如“大约”、“大致”、“基本上”、“标称”等的术语在关于数量或类似可量化性质使用时应理解为包括指定的值或关系±10％以内的值(以及包括指定的实际值或关系)，除非另有说明。

除非另有说明，使用“之间”应理解为包括指示的值。因此，例如，“A到B之间”应理解为不仅包括小于B且大于A的值(反之亦然，这取决于A和B的次序)，而且包括值A和B。

在本公开和权利要求中，序数指示符(例如，(a)、(b)、(c)……等)的使用(如果有的话)应理解为不传达任何特定的次序或顺序，除非明确指示了这样的次序或顺序。例如，如果有标记为(i)、(ii)和(iii)的三个步骤，则应理解，这些步骤可以按任何次序执行(或者甚至并发地进行(如果没有其他禁忌的话))，除非另有说明。例如，如果步骤(ii)涉及对在步骤(i)中创建的元素的处置，则步骤(ii)可被视为发生在步骤(i)之后的某个点。类似地，如果步骤(i)涉及对在步骤(ii)中创建的元素的处置，则应理解反之亦然。还应理解的是，本文中使用序数指示符“第一”(例如，“第一项”)，不应理解为隐含或固有地暗示必然存在“第二”实例(例如，“第二项”)。

应理解，除了从附图和上述讨论中显而易见的各种实现之外，本公开至少还针对以下编号条款中列出的至少实现。

条款1：一种装置，包括：

超声指纹传感器系统，该超声指纹传感器系统包括多个超声传感器像素，每个超声传感器像素被配置成响应于该超声传感器像素检测到超声波穿过而生成对应的超声传感器信号；

包括至少一个显示器的显示系统，该显示器系统包括多个超声敏感显示表面，每个超声敏感显示表面与该显示系统的不同的显示像素子集以及这些超声传感器像素的不同子集相关联，其中这些超声敏感显示表面中的至少两个超声敏感显示表面彼此非共面；以及

超声发射器，该超声发射器不与这些超声敏感显示表面共同延伸，该超声发射器被配置成响应于接收到一个或多个输入信号而传送一个或多个超声波。

条款2：如条款1的装置，其中该超声发射器被配置成发射穿过这些超声敏感显示表面中的所有超声敏感显示表面的一个或多个超声波。

条款3：如条款1或条款2的装置，其中该超声发射器是该装置中唯一被配置成用于提供超声波以供这些超声敏感显示表面检测的超声波发射器。

条款4：如条款1至3中任一项的装置，进一步包括外壳，其中：

该外壳具有前侧和面向与该前侧相反的方向的后侧，并且

这些超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面在该外壳的该前侧上，并且这些超声敏感显示表面中的第二超声敏感显示表面在该外壳的该后侧上。

条款5：如条款4的装置，其中：

该外壳具有横跨该前侧和该后侧之间的边缘侧，并且

这些超声敏感显示表面中的第三超声敏感显示表面在该边缘侧上。

条款6：如条款1至5中任一项的装置，其中该超声发射器不是薄片的形式。

条款7：如条款1至6中任一项的装置，其中该超声发射器具有棱柱形或圆柱形固体形状。

条款8：如条款4至7中任一项的装置，其中：

该超声发射器具有与该外壳的形状基本成比例的形状，并且

该超声发射器在该外壳内基本居中。

条款9：如条款4至8中任一项的装置，进一步包括：

触摸感测系统，该触摸感测系统被配置成独立地检测这些超声敏感显示表面中的一个或多个超声敏感显示表面何时经历触摸事件，以及

控制器，该控制器被配置成：

a)从该触摸感测系统接收触摸数据，该触摸数据指示针对诸超声敏感显示表面中的一个或多个超声敏感显示表面的子集的一个或多个触摸事件，

b)响应于(a)而使该超声发射器传送一个或多个超声波，以及

c)响应于(a)而从与该一个或多个超声敏感显示表面的子集中的至少一个超声敏感显示表面相关联的超声传感器像素获得超声传感器信号。

条款10：如条款9的装置，其中该控制器被进一步配置成至少部分地基于该超声传感器信号来获得指纹数据。

条款11：如条款10的装置，其中该指纹数据是针对1到10个手指。

条款12：如条款10的装置，其中该控制器被进一步配置成使用该指纹数据来执行认证过程。

条款13：如条款9的装置，其中该控制器被进一步配置成：

d)检测从触摸感测系统接收的触摸数据何时指示该多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件，以及

e)响应于检测到从触摸感测系统接收的触摸数据指示该多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件而从第一超声敏感显示表面获得第一超声传感器信号并且从第二超声敏感显示表面获得第二超声传感器信号。

条款14：如条款13的装置，其中该控制器被进一步配置成在一个或多个时间段内从该第一超声敏感显示表面获得该第一超声传感器信号，该一个或多个时间段与在其内获得该第二超声传感器信号的一个或多个时间段不同。

条款15：如条款13或14中任一者的装置，其中该处理器被进一步配置成：

至少部分地基于该第一超声传感器信号来获得第一指纹数据，以及

至少部分地基于该第二超声传感器信号来获得第二指纹数据。

条款16：如条款15的装置，其中该控制器被进一步配置成使用该第一指纹数据和该第二指纹数据来执行认证过程。

条款17：一种方法，包括：

响应于接收到一个或多个输入信号并且使用位于装置的外壳内的超声发射器来生成非平面超声波，该装置具有：a)带有至少一个显示器和多个超声敏感显示表面的显示系统，该多个超声敏感显示表面中的至少两个超声敏感显示表面是非共面的，并且该多个超声敏感显示表面中的每个超声敏感显示表面与不同的多个显示像素相关联，以及b)多个超声传感器像素，其中每个超声传感器像素与这些超声敏感显示表面中的不同超声敏感显示表面相关联，并且该超声发射器不与这些超声敏感显示表面共同延伸；以及

从与这些超声敏感显示表面中的至少一个超声敏感显示表面相关联的该超声传感器像素的子集获得超声传感器信号。

条款18：如条款17的方法，进一步包括使该非平面超声波穿过这些超声敏感显示表面中的所有超声敏感显示表面。

条款19：如条款17或18中任一项的方法，其中：

该外壳具有前侧和面向与该前侧相反的方向的后侧，并且

这些超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面在该外壳的该前侧上，并且这些超声敏感显示表面中的第二超声敏感显示表面在该外壳的该后侧上。

条款20：如条款19的方法，其中：

该外壳具有横跨该前侧和该后侧之间的边缘侧，并且

这些超声敏感显示表面中的第三超声敏感显示表面在该边缘侧上。

条款21：如条款17至20中任一项的方法，其中该超声发射器不是薄片的形式。

条款22：如条款17至21中任一项的方法，其中该超声发射器具有棱柱形或圆柱形固体形状。

条款23：如条款17至22中任一项的方法，其中：

该超声发射器具有与该外壳的形状基本成比例的形状，并且

该超声发射器在该外壳内基本居中。

条款24：如条款17至23中任一项的方法，进一步包括：

a)从该装置的触摸感测系统接收触摸数据，该触摸数据指示针对诸超声敏感显示表面中的一个或多个超声敏感显示表面的子集的一个或多个触摸事件，

b)响应于(a)而使该超声发射器传送非平面超声波，以及

c)响应于(a)而从与该一个或多个超声敏感显示表面的子集中的至少一个超声敏感显示表面相关联的超声传感器像素获得超声传感器信号。

条款25：如条款24的方法，进一步包括至少部分地基于超声传感器信号来获得指纹数据。

条款26：如条款25的方法，其中该指纹数据是针对1到10个手指。

条款27：如条款25的方法，进一步包括使用指纹数据来执行认证过程。

条款28：如条款24的方法，进一步包括：

d)检测从该触摸感测系统接收的触摸数据何时指示该多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件，以及

e)响应于检测到从该触摸感测系统接收的触摸数据指示该多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件而从第一超声敏感显示表面获得第一超声传感器信号并且从第二超声敏感显示表面获得第二超声传感器信号。

条款29：如条款28的方法，进一步包括在一个或多个时间段内从第一超声敏感显示表面获得第一超声传感器信号，该一个或多个时间段与在其内获得第二超声传感器信号的一个或多个时间段不同。

条款30：如条款28或条款29的方法，进一步包括：

至少部分地基于该第一超声传感器信号来获得第一指纹数据，以及

至少部分地基于该第二超声传感器信号来获得第二指纹数据。

条款31：如条款30的方法，进一步包括使用第一指纹数据和第二指纹数据来执行认证过程。

条款32：一种存储计算机可执行指令的非瞬态计算机可读介质，该计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器进行以下操作：

响应于接收到一个或多个输入信号而使得位于装置的外壳内的超声发射器生成非平面超声波，该装置具有：a)带有至少一个显示器和多个超声敏感显示表面的显示系统，该多个超声敏感显示表面中的至少两个超声敏感显示表面是非共面的，并且该多个超声敏感显示表面中的每个超声敏感显示表面与不同的多个显示像素相关联，以及b)多个超声传感器像素，其中每个超声传感器像素与这些超声敏感显示表面中的不同超声敏感显示表面相关联，并且该超声发射器不与这些超声敏感显示表面共同延伸；以及使得从与这些超声敏感显示表面中的至少一个超声敏感显示表面相关联的超声传感器像素子集获得超声传感器信号。

条款33：如条款32的非瞬态计算机可读介质，其中使得该非平面超声波穿过这些超声敏感显示表面中的所有超声敏感显示表面。

条款34：如条款32或33中任一项的非瞬态计算机可读介质，其中：

该外壳具有前侧和面向与该前侧相反的方向的后侧，并且

这些超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面在该外壳的该前侧上，并且这些超声敏感显示表面中的第二超声敏感显示表面在该外壳的该后侧上。

条款35：如条款34的非瞬态计算机可读介质，其中：

该外壳具有横跨该前侧和该后侧之间的边缘侧，并且

这些超声敏感显示表面中的第三超声敏感显示表面在该边缘侧上。

条款36：如条款32至35中任一项的非瞬态计算机可读介质，其中该超声发射器不是薄片的形式。

条款37：如条款32至36中任一项的非瞬态计算机可读介质，其中该超声发射器具有棱柱形或圆柱形固体形状。

条款38：如条款32至37中任一项的非瞬态计算机可读介质，其中：

该超声发射器具有与该外壳的形状基本成比例的形状，并且

该超声发射器在该外壳内基本居中。

条款39：如条款32至38中任一项的非瞬态计算机可读介质，其中该非瞬态计算机可读介质进一步存储附加计算机可执行指令，这些附加计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器进行以下操作：

a)使得从该装置的触摸感测系统接收触摸数据，该触摸数据指示针对诸超声敏感显示表面中的一个或多个超声敏感显示表面的子集的一个或多个触摸事件，

b)响应于(a)而使该超声发射器传送非平面超声波，以及

c)响应于(a)而从与该一个或多个超声敏感显示表面的子集中的至少一个超声敏感显示表面相关联的超声传感器像素获得超声传感器信号。

条款40：如条款39的非瞬态计算机可读介质，其中该非瞬态计算机可读介质进一步存储附加计算机可执行指令，这些附加计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器进行以下操作：至少部分地基于超声传感器信号来获得指纹数据。

条款41：如条款40的非瞬态计算机可读介质，其中该指纹数据是针对1到10个手指。

条款42：如条款40的非瞬态计算机可读介质，其中该非瞬态计算机可读介质进一步存储附加计算机可执行指令，这些附加计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器进行以下操作：使用指纹数据来执行认证过程。

条款43：如条款39的非瞬态计算机可读介质，其中该非瞬态计算机可读介质进一步存储附加计算机可执行指令，这些附加计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器进行以下操作：

d)检测从触摸感测系统接收的触摸数据何时指示该多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件，以及

e)响应于检测到从触摸感测系统接收的触摸数据指示该多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件而从第一超声敏感显示表面获得第一超声传感器信号并且从第二超声敏感显示表面获得第二超声传感器信号。

条款44：如条款43的非瞬态计算机可读介质，其中该非瞬态计算机可读介质进一步存储附加计算机可执行指令，这些附加计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器进行以下操作：在一个或多个时间段内从第一超声敏感显示表面获得第一超声传感器信号，该一个或多个时间段与在其内获得第二超声传感器信号的一个或多个时间段不同。

条款45：如条款43或条款44的非瞬态计算机可读介质，其中该非瞬态计算机可读介质进一步存储附加计算机可执行指令，这些附加计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器进行以下操作：

至少部分地基于该第一超声传感器信号来获得第一指纹数据，以及

至少部分地基于该第二超声传感器信号来获得第二指纹数据。

条款46：如条款45的非瞬态计算机可读介质，其中该非瞬态计算机可读介质进一步存储附加计算机可执行指令，这些附加计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器进行以下操作：使用第一指纹数据和第二指纹数据来执行认证过程。

条款47：一种设备，包括：

用于从多个非共面表面超声感测指纹的装置；

用于在该多个非共面表面上显示图形内容的装置；以及

超声发射装置，该超声发射装置不与用于超声感测指纹的装置共同延伸，该超声发射装置被配置成响应于接收到一个或多个输入信号而生成并传送一个或多个超声波。

条款48：如条款47的设备，其中该超声发射装置被配置成发射穿过可在其上显示图形内容的所有表面的一个或多个超声波。

条款49：如条款47或条款47的设备，其中该超声发射装置是该设备中唯一被配置成用于提供超声波以供用于从该多个非共面表面超声感测指纹的装置检测的超声发射装置。

条款50：如条款47至49中任一项的设备，进一步包括外壳装置，其中：

该外壳装置具有前侧和面向与该前侧相反的方向的后侧，并且

该多个非共面表面包括该外壳装置的前侧和该外壳装置的后侧。

条款51：如条款50的设备，其中：

该外壳装置具有横跨该前侧和该后侧之间的边缘侧，并且

该多个非共面表面进一步包括该边缘侧。

条款52：如条款47至51中任一项的设备，其中该超声发射装置不是薄片的形式。

条款53：如条款47至52中任一项的设备，其中该超声发射装置具有棱柱形或圆柱形固体形状。

条款54：如条款50或51中任一项的设备，其中：

该超声发射装置具有与该外壳装置的形状基本成比例的形状，并且

该超声发射装置在该外壳装置内基本居中。

条款55：如条款47至54中任一项的设备，进一步包括：

触摸感测装置，该触摸感测装置用于检测该多个非共面表面中的一者或多者何时经历触摸事件，以及

控制装置，该控制装置用于：

a)从该触摸感测装置接收触摸数据，该触摸数据指示针对诸超声敏感显示表面中的一个或多个超声敏感显示表面的子集的一个或多个触摸事件，

b)响应于(a)而使该超声发射装置传送一个或多个超声波，以及

c)响应于(a)而从与该多个非共面表面中的至少一个表面相关联的用于超声感测指纹的装置获得超声传感器信号。

条款56：如条款55的设备，其中该控制装置用于至少部分地基于该超声传感器信号来获得指纹数据。

条款57：如条款56的设备，其中该指纹数据是针对1到10个手指。

条款58：如条款56的设备，其中该控制装置进一步用于使用该指纹数据来执行认证过程。

条款59：如条款55的设备，其中该控制装置进一步用于：

d)检测从该触摸感测装置接收的触摸数据何时指示该多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件，以及

e)响应于检测到从该触摸感测装置接收的触摸数据指示该多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件而经由用于超声感测指纹的装置从第一表面获得第一超声传感器信号并且从第二表面获得第二超声传感器信号。

条款60：如条款59该的设备，其中该控制装置进一步用于在一个或多个时间段内从第一表面获得第一超声传感器信号，该一个或多个时间段与在其内获得第二超声传感器信号的一个或多个时间段不同。

条款61：如条款59或60的设备，其中该控制装置进一步用于：

至少部分地基于该第一超声传感器信号来获得第一指纹数据，以及

至少部分地基于该第二超声传感器信号来获得第二指纹数据。

条款62：如条款61的设备，其中该控制装置进一步用于使用该第一指纹数据和该第二指纹数据来执行认证过程。

Claims (20)

1.一种装置，包括：

超声指纹传感器系统，所述超声指纹传感器系统包括多个超声传感器像素，每个超声传感器像素被配置成响应于该超声传感器像素检测到超声波穿过而生成对应的超声传感器信号；

包括至少一个显示器的显示系统，所述显示器系统包括多个超声敏感显示表面，每个超声敏感显示表面与所述显示系统的不同的显示像素子集以及所述超声传感器像素的不同子集相关联，其中所述多个超声敏感显示表面中的至少两个超声敏感显示表面彼此非共面；以及

超声发射器，所述超声发射器不与所述超声敏感显示表面共同延伸，所述超声发射器被配置成响应于接收到一个或多个输入信号而传送一个或多个超声波。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述超声发射器被配置成发射穿过所述多个超声敏感显示表面中的所有超声敏感显示表面的一个或多个超声波。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述超声发射器是所述装置中唯一被配置成用于提供超声波以供所述超声敏感显示表面检测的超声发射器。

4.如权利要求1所述的装置，进一步包括外壳，其中：

所述外壳具有前侧和面向与所述前侧相反的方向的后侧，并且

所述多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面在所述外壳的所述前侧上，并且所述多个超声敏感显示表面中的第二超声敏感显示表面在所述外壳的所述后侧上。

5.如权利要求4所述的装置，其中：

所述外壳具有横跨所述前侧和所述后侧之间的边缘侧，并且

所述多个超声敏感显示表面中的第三超声敏感显示表面在所述边缘侧上。

6.如权利要求1所述的装置，其中所述超声发射器不是薄片的形式。

7.如权利要求6所述的装置，其中所述超声发射器具有棱柱形或圆柱形固体形状。

8.如权利要求4所述的装置，其中：

所述超声发射器具有与所述外壳的形状基本成比例的形状，并且

所述超声发射器在所述外壳内基本居中。

9.如权利要求4所述的装置，进一步包括：

触摸感测系统，所述触摸感测系统被配置成独立地检测所述多个超声敏感显示表面中的一个或多个超声敏感显示表面何时经历触摸事件，以及

控制器，所述控制器被配置成：

a)从所述触摸感测系统接收触摸数据，所述触摸数据指示针对所述多个超声敏感显示表面中的一个或多个超声敏感显示表面的子集的一个或多个触摸事件，

b)响应于(a)而使所述超声发射器传送一个或多个超声波，以及

c)响应于(a)而从与所述一个或多个超声敏感显示表面的子集中的至少一个超声敏感显示表面相关联的所述超声传感器像素获得超声传感器信号。

10.如权利要求9所述的装置，其中所述控制器被进一步配置成至少部分地基于所述超声传感器信号来获得指纹数据。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述指纹数据是针对1到10个手指。

12.如权利要求10所述的装置，其中所述控制器被进一步配置成使用所述指纹数据来执行认证过程。

13.如权利要求9所述的装置，其中所述控制器被进一步配置成：

d)检测从所述触摸感测系统接收的所述触摸数据何时指示所述多个超声敏感显示表面中的第一超声敏感显示表面和第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件，以及

e)响应于检测到从所述触摸感测系统接收的所述触摸数据指示所述多个超声敏感显示表面中的所述第一超声敏感显示表面和所述第二超声敏感显示表面都正在经历同时触摸事件而从所述第一超声敏感显示表面获得第一超声传感器信号并且从所述第二超声敏感显示表面获得第二超声传感器信号。

14.如权利要求13所述的装置，其中所述控制器被进一步配置成在一个或多个时间段内从所述第一超声敏感显示表面获得所述第一超声传感器信号，所述一个或多个时间段与在其内获得所述第二超声传感器信号的一个或多个时间段不同。

15.如权利要求13所述的装置，其中所述控制器被进一步配置成：

至少部分地基于所述第一超声传感器信号来获得第一指纹数据，以及

至少部分地基于所述第二超声传感器信号来获得第二指纹数据。

16.如权利要求15所述的装置，其中所述控制器被进一步配置成使用所述第一指纹数据和所述第二指纹数据来执行认证过程。

17.一种方法，包括：

响应于接收到一个或多个输入信号并且使用位于装置的外壳内的超声发射器来生成非平面超声波，所述装置具有：a)带有至少一个显示器和多个超声敏感显示表面的显示系统，所述多个超声敏感显示表面中的至少两个超声敏感显示表面是非共面的，并且所述多个超声敏感显示表面中的每个超声敏感显示表面与不同的多个显示像素相关联，以及b)多个超声传感器像素，其中每个超声传感器像素与所述多个超声敏感显示表面中的不同超声敏感显示表面相关联，并且所述超声发射器不与所述多个超声敏感显示表面共同延伸；以及

从与所述多个超声敏感显示表面中的至少一个超声敏感显示表面相关联的所述超声传感器像素的子集获得超声传感器信号。

18.如权利要求17所述的方法，进一步包括使所述非平面超声波穿过所述多个超声敏感显示表面中的所有超声敏感显示表面。

19.一种存储计算机可执行指令的非瞬态计算机可读介质，所述计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器进行以下操作：

响应于接收到一个或多个输入信号而使得位于装置的外壳内的超声发射器生成非平面超声波，所述装置具有：a)带有至少一个显示器和多个超声敏感显示表面的显示系统，所述多个超声敏感显示表面中的至少两个超声敏感显示表面是非共面的，并且所述多个超声敏感显示表面中的每个超声敏感显示表面与不同的多个显示像素相关联，以及b)多个超声传感器像素，其中每个超声传感器像素与所述多个超声敏感显示表面中的不同超声敏感显示表面相关联，并且所述超声发射器不与所述超声敏感显示表面共同延伸；以及

使得从与所述多个超声敏感显示表面中的至少一个超声敏感显示表面相关联的所述超声传感器像素的子集获得超声传感器信号。

20.如权利要求19所述的非瞬态计算机可读介质，其中使得所述非平面超声波穿过所述多个超声敏感显示表面中的所有超声敏感显示表面。