TW202315314A - 具有超聲指紋感測器和一個或多個諧振器的裝置以及相關系統和方法 - Google Patents

Abstract

一些所公開的實施方式包括超聲感測器堆疊和聲學諧振器。聲學諧振器可配置為增強由超聲感測器堆疊發射的在適合於超聲指紋感測器的超聲頻率範圍內的超聲波。在一些示例中，聲學諧振器可包括位於第一較高阻抗層與第二較高阻抗層之間的一個或多個低阻抗層。一個或多個低阻抗層中的每個層可具有比第一較高阻抗層的聲學阻抗或比第二較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗。至少一個低阻抗層可具有與聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。峰值頻率可以在1MHz至20 MHz的頻率範圍內。

Description

具有超聲指紋感測器和一個或多個諧振器的裝置以及相關系統和方法

本申請主張於2021年9月17日提交的題為“APPARATUS WITH ULTRASONIC FINGERPRINT SENSOR AND ONE OR MORE RESONATORS, AND RELATED SYSTEMS AND METHODS”的第17/448037號美國專利申請的優先權，其透過引用併入本文並用於所有目的。

本公開內容總體上涉及超聲感測器和使用這種感測器的方法。

生物特徵認證可以是用於控制對設備等的存取的重要特徵。許多現有產品包括某種類型的生物特徵認證。儘管一些現有的生物特徵認證技術提供了令人滿意的表現，但仍期望改進的方法和設備。

本公開內容的系統、方法和設備各自具有若干創新方面，其中沒有單個方面單獨負責本文所公開的期望屬性。

本發明中所描述的標的的一個創新方面可以在一種裝置中實施。該裝置可包括超聲感測器堆疊和聲學諧振器。在一些實施方式中，聲學諧振器可包括一個或多個較高阻抗層，該一個或多個較高阻抗層具有與聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。在一些實施方式中，聲學諧振器可包括位於一個或多個較高阻抗層的第一側與超聲感測器堆疊之間的一個或多個第一低阻抗層。在一些示例中，一個或多個第一低阻抗層中的每個層可具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗。在一些示例中，一個或多個第一低阻抗層中的每個層可具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

在一些實施方式中，聲學諧振器可包括位於一個或多個較高阻抗層的第二側附近的一個或多個第二低阻抗層。根據一些示例，一個或多個第二低阻抗層中的每個層可具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗。在一些示例中，一個或多個第二低阻抗層中的每個層可具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

根據一些示例，一個或多個較高阻抗層中的一者或多者可以是或可以包括玻璃。在一些實施方式中，一個或多個較高阻抗層中的一者或多者可以是或可以包括金屬。

在一些示例中，一個或多個第一低阻抗層和/或一個或多個第二低阻抗層中的至少一者可以包括多個層。在一些這樣的示例中，多個層可至少包括第一層和第二層。在一些實施方式中，第一層可具有比第二層的第二聲學阻抗更高的第一聲學阻抗。

在一些實施方式中，一個或多個第二低阻抗層可位於顯示器堆疊與一個或多個較高阻抗層之間。

根據一些示例，裝置還可包括顯示器堆疊。在一些這樣的示例中，一個或多個第二低阻抗層可位於顯示器堆疊與一個或多個較高阻抗層之間。

根據一些實施方式，裝置可以是包括超聲感測器堆疊和聲學諧振器的行動設備。

本發明中所描述的標的的其他創新方面可以在一種裝置中實施。該裝置可包括超聲感測器堆疊和聲學諧振器。在一些實施方式中，聲學諧振器可包括一個或多個較高阻抗層。在一些示例中，一個或多個較高阻抗層可具有與聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。

在一些實施方式中，聲學諧振器可包括位於一個或多個較高阻抗層的第一側與超聲感測器堆疊之間的一個或多個第一低阻抗層。在一些示例中，一個或多個第一低阻抗層中的每個層可具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗。在一些情況下，一個或多個第一低阻抗層中的每個層可具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

在一些示例中，聲學諧振器可包括位於一個或多個較高阻抗層的第二側附近的一個或多個第二低阻抗層。在一些情況下，一個或多個第二低阻抗層中的每個層可具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗。在一些示例中，一個或多個第二低阻抗層中的每個層可具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

根據一些示例，一個或多個較高阻抗層中的一者或多者可以是或可以包括玻璃。在一些實施方式中，一個或多個較高阻抗層中的一者或多者可以是或可以包括金屬。在一些示例中，一個或多個第一低阻抗層和/或一個或多個第二低阻抗層中的至少一者可以包括多個層。在一些這樣的示例中，多個層可至少包括第一層和第二層。在一些此類情況下，第一層可具有比第二層的第二聲學阻抗更高的第一聲學阻抗。

在一些實施方式中，裝置還可包括顯示器堆疊。在一些這樣的示例中，一個或多個第二低阻抗層可位於顯示器堆疊與一個或多個較高阻抗層之間。

根據一些實施方式，裝置可以是包括超聲感測器堆疊和聲學諧振器的行動設備。

本發明中所描述的標的的另外其他創新方面可以在一種裝置中實施。該裝置可包括超聲感測器堆疊、聲學諧振器和位於超聲感測器堆疊與聲學諧振器之間的顯示器堆疊。在一些實施方式中，聲學諧振器可包括一個或多個較高阻抗層，該一個或多個較高阻抗層具有與聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。

在一些示例中，一個或多個較高阻抗層中的一者或多者可以是或可以包括玻璃。在一些示例中，一個或多個較高阻抗層中的一者或多者可以是或可以包括金屬。

根據一些示例，裝置可以是包括超聲感測器堆疊、顯示器堆疊和聲學諧振器的行動設備。

在一些示例中，顯示器堆疊可以是或可以包括有機發光二極體顯示器堆疊。

本發明中所描述的標的的另外其他創新方面可以在一種裝置中實施。該裝置可包括超聲感測器堆疊和聲學諧振器。在一些實施方式中，聲學諧振器可包括第一較高阻抗層、第二較高阻抗層，以及位於第一較高阻抗層與第二較高阻抗層之間的一個或多個低阻抗層。在一些示例中，一個或多個低阻抗層中的每個層可具有比第一較高阻抗層的聲學阻抗或比第二較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗。在一些示例中，一個或多個低阻抗層中的至少一者可具有與聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。

根據一些示例，第一較高阻抗層或第二較高阻抗層中的至少一個層可具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。在一些情況下，第一較高阻抗層或第二較高阻抗層中的至少一個層可具有與小於聲學諧振器的峰值頻率處的八分之一波長相對應的厚度。

在一些示例中，超聲感測器堆疊可位於第一較高阻抗層與第二較高阻抗層之間。根據一些示例，一個或多個低阻抗層可包括位於超聲感測器堆疊與第一較高阻抗層之間的第一低阻抗層以及位於超聲感測器堆疊與第二較高阻抗層之間的第二低阻抗層。在一些此類示例中，第一低阻抗層和第二低阻抗層各自可以具有與峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。

在一些實施方式中，一個或多個低阻抗層還可包括位於第一低阻抗層與第一較高阻抗層之間的第三低阻抗層、位於第一低阻抗層與超聲感測器堆疊之間的第四低阻抗層、位於第二低阻抗層與超聲感測器堆疊之間的第五低阻抗層，以及位於第二低阻抗層與第二較高阻抗層之間的第六低阻抗層。在一些示例中，第三低阻抗層、第四低阻抗層、第五低阻抗層和第六低阻抗層各自可以具有與峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。根據一些此類示例，第三低阻抗層、第四低阻抗層、第五低阻抗層及第六低阻抗層各自可以具有比第一低阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗或比第二低阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗。

在一些實施方式中，一個或多個低阻抗層可包括第一低阻抗層、位於第一低阻抗層與第一較高阻抗層之間的第二低阻抗層、以及位於第一低阻抗層與第二較高阻抗層之間的第三低阻抗層。在一些此類示例中，第二低阻抗層和第三低阻抗層各自可以具有低於第一低阻抗層的聲學阻抗的聲學阻抗。根據一些示例，第一低阻抗層、第二低阻抗層和第三低阻抗層各自可以具有與峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。根據一些示例，第一低阻抗層可具有與峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度，並且第二低阻抗層和第三低阻抗層各自可以具有與峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

在一些示例中，第一較高阻抗層或第二較高阻抗層中的至少一個層可以包括玻璃。根據一些示例，第一較高阻抗層或第二較高阻抗層中的至少一個層可以包括金屬。

在一些實施方式中，第一較高阻抗層或第二較高阻抗層中的至少一個層可以包括多個層，該多個層具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。在一些此類實施方式中，多個層可至少包括第一層和第二層，第一層具有高於第二層的第二聲學阻抗的第一聲學阻抗。

根據一些示例，裝置可以是包括超聲感測器堆疊和聲學諧振器的行動設備。

本發明中所描述的標的的其他創新方面可以在一種裝置中實施。該裝置可包括超聲感測器堆疊和聲學諧振器。在一些實施方式中，聲學諧振器可包括第一較高阻抗層、第二較高阻抗層，以及位於第一較高阻抗層與第二較高阻抗層之間的一個或多個低阻抗層。在一些示例中，一個或多個低阻抗層中的每個層可具有比第一較高阻抗層的聲學阻抗或比第二較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗。在一些情況下，一個或多個低阻抗層中的至少一個可具有與聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。

在一些示例中，第一較高阻抗層或第二較高阻抗層中的至少一個層可具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。在一些示例中，第一較高阻抗層或第二較高阻抗層中的至少一個層可具有與小於聲學諧振器的峰值頻率處的八分之一波長相對應的厚度。

在一些實施方式中，超聲感測器堆疊可位於第一較高阻抗層與第二較高阻抗層之間。在一些此類示例中，一個或多個低阻抗層可包括位於超聲感測器堆疊與第一較高阻抗層之間的第一低阻抗層以及位於超聲感測器堆疊與第二較高阻抗層之間的第二低阻抗層。在一些示例中，第一低阻抗層和第二低阻抗層各自可以具有與峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。

在一些示例中，該裝置可包括控制系統。控制系統可包括一個或多個通用單晶片或多晶片處理器、數位信號處理器（DSP）、特殊應用積體電路（ASIC）、現場可程式化閘陣列（FPGA）或其他可程式化邏輯裝置、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其組合。

根據一些示例，控制系統可以被配置為執行本文公開的方法中的一些或全部。

本公開內容中描述的標的的其他創新方面可以在一種方法中實施。在一些示例中，該方法可涉及經由控制系統控制超聲感測器堆疊以透過聲學諧振器將超聲波發射到包括超聲感測器堆疊和聲學諧振器的裝置的外表面上的目標物件。一些方法可涉及由控制系統從超聲感測器堆疊接收與所發射的超聲波從目標物件的反射相對應的超聲感測器信號。一些方法可涉及執行至少部分地基於超聲感測器信號的認證程序。

根據一些實施方式，聲學諧振器可包括一個或多個較高阻抗層，該一個或多個較高阻抗層具有與聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。在一些實施方式中，聲學諧振器可包括位於一個或多個較高阻抗層的第一側與超聲感測器構件之間的一個或多個第一低阻抗層。在一些情況下，一個或多個第一低阻抗層中的每個層可具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗。在一些示例中，一個或多個第一低阻抗層中的每個層可具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

在一些示例中，聲學諧振器可包括位於一個或多個較高阻抗層的第二側附近的一個或多個第二低阻抗層。在一些情況下，一個或多個第二低阻抗層中的每個層可具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗。在一些示例中，一個或多個第二低阻抗層中的每個層可具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

在一些實施方式中，一個或多個較高阻抗層中的一者或多者可以是或可以包括玻璃。在一些示例中，一個或多個較高阻抗層中的一者或多者可以是或可以包括金屬。

根據一些示例，一個或多個第一低阻抗層或一個或多個第二低阻抗層中的至少一者可以包括多個層。在一些這樣的示例中，多個層可至少包括第一層和第二層。在一些情況下，第一層可具有比第二層的第二聲學阻抗更高的第一聲學阻抗。

在一些示例中，裝置還可包括顯示器堆疊。在一些這樣的示例中，一個或多個第二低阻抗層可位於顯示器堆疊與一個或多個較高阻抗層之間。

在一些實施方式中，裝置可以是包括超聲感測器堆疊和聲學諧振器的行動設備。

本發明中所描述的標的的另外其他創新方面可在一種方法中實施。在一些示例中，該方法可涉及經由控制系統控制超聲感測器系統的超聲收發器層以透過至少第一諧振器發射超聲波，該第一諧振器配置為用於在第一超聲頻率範圍內引起超聲波發射的第一區域最大值。一些此類方法可涉及由控制系統從超聲感測器系統接收超聲感測器信號，該超聲感測器信號與所發射的超聲波從定位於包括超聲感測器系統的裝置的外表面上的目標物件的一部分的反射相對應。一些此類方法可涉及透過控制系統執行至少部分地基於超聲感測器信號的認證程序。

根據一些示例，超聲波發射的第一區域最大值可以對應於1MHz至20MHz範圍內的頻率。在一些情況下，認證程序可涉及從超聲感測器信號提取目標物件特徵。一些方法可以涉及至少部分地基於認證程序來控制對裝置的存取。

本文描述的操作、功能和/或方法中的一些或全部可以由一個或多個設備根據儲存在一個或多個非暫時性媒體上的指令（例如，軟體）來執行。此類非暫時性媒體可包括諸如本文中所描述的記憶體設備，包括但不限於隨機存取記憶體（RAM）設備、唯讀記憶體（ROM）設備等。因此，本發明中所描述的標的的一些創新方面可以在其上儲存有軟體的一個或多個非暫時性媒體中實施。例如，軟體可包括用於控制一個或多個設備以執行所公開的方法中的一個或多個的指令。

出於描述本公開內容的創新方面的目的，以下描述針對某些實施方式。然而，本領域一般技術人員將容易認識到的是，可以以多種不同的方式來應用本文的教導。所描述的實施方式可在包括如本文中所公開的生物辨識系統的任何設備、裝置或系統中實施。另外，預期所描述的實施方式可包括於各種電子設備中或與其相關聯，這種電子裝置諸如（但不限於）：行動電話、支援多媒體網際網路的蜂巢式電話、行動電視接收器、無線裝置、智慧型電話、智慧型卡、可穿戴裝置（諸如手環、臂帶、腕帶、指環、頭帶、貼片等）、藍牙®裝置、個人資料助理（PDA）、無線電子郵件接收器、手持式或便攜式計算機、上網本、筆記本、智慧型本、平板計算機、印表機、影印機、掃描儀、傳真設備、全球定位系統（GPS）接收器/導航器、相機、數位媒體播放器（例如MP3播放器）、攝像機、遊戲機、腕表、時鐘、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀設備（例如，電子閱讀器）、行動健康設備、計算機監視器、汽車顯示器（包括里程表和速度表顯示器等）、駕駛艙控件和/或顯示器、相機視圖顯示器（諸如車輛中的後視相機的顯示器）、電子照片、電子廣告牌或標誌、投影儀、建築結構、微波爐、冰箱、立體聲系統、盒式錄音機或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音機、便攜式記憶體晶片、洗衣機、烘乾機、洗衣機/烘乾機、停車計時器、封裝（諸如在包括微機電系統（EMS）應用的機電系統（EMS）應用中以及非EMS應用中）、美學結構（諸如在一件珠寶或服裝上圖像的顯示）和各種EMS設備。本文的教導還可以用於各種應用中，諸如（但不限於）：電子開關裝置、射頻濾波器、感測器、加速度計、陀螺儀、運動感測裝置、磁力計、用於消費電子產品的慣性組件、消費電子產品的部件、方向盤或其他汽車部件、變容二極體、液晶裝置、電泳設備、驅動方案、製造程序和電子測試設備的。因此，上述教導並不旨在限於僅在圖式中描繪的實施方式，而是如所屬領域的一般技術人員將顯而易見的，具有廣泛的適用性。

將超聲感測器系統併入到裝置、結構等中可顯現出各種設計挑戰。例如，設計提供可接受表現的顯示器下超聲感測器系統是具有挑戰性的。設計用於可折疊顯示設備的顯示器下超聲感測器系統顯現出額外的挑戰，這是因為可折疊顯示器包括顯示器加強件，從而有助於在折疊及展開可折疊顯示器時保持顯示器堆疊的物理完整性。本發明人已發現，顯示器加強件會使適合於超聲指紋感測器的頻率範圍內的超聲波嚴重衰減。將超聲感測器系統整合到器具、建築特徵（諸如牆、門、門把手）、汽車組件等中也顯現出設計挑戰，包括（但不限於）：位於超聲感測器系統與設備或結構的外表面之間的層對超聲波的衰減。

一些公開的實施方式包括超聲感測器堆疊和一個或多個聲學諧振器。（一個或多個）聲學諧振器可配置為增強由超聲感測器堆疊發射的在適合於超聲指紋感測器的超聲頻率範圍內的超聲波。在一些示例中，聲學諧振器可包括位於第一較高阻抗層與第二較高阻抗層之間的一個或多個低阻抗層。一個或多個低阻抗層中的每個層可具有比第一較高阻抗層的聲學阻抗或比第二較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗。至少一個低阻抗層可具有對應於聲學諧振器的峰值頻率的半波長的倍數的厚度。（如本文所使用的，X的“倍數”指乘以X的任何正整數（包括整數1）。換句話說，X的“倍數”可以是X、2X、3X等）。峰值頻率可以在從1MHz至20MHz的頻率範圍內。下面描述聲諧振器的其他配置的示例。

可以實施本公開內容中所描述的標的的特定實施方式從而實現以下潛在優點中的一個或多個。與缺少一個或多個所公開的聲學諧振器的設備的超聲波傳輸相比，一些所公開的設備可以提供在適合於超聲指紋感測器的超聲頻率範圍內的超聲波的增強傳輸。例如，在一些實施方式中，聲學諧振器可配置為放大由超聲感測器堆疊發射的在適合於超聲指紋感測器的超聲頻率範圍內的超聲波。在一些示例中，至少聲學諧振器可以被配置為用作濾波器，以僅允許合適頻率範圍的超聲波透過。其中聲學諧振器位於超聲感測器堆疊與設備或結構的層之間的實施方式可在不修改現有設備或結構的情況下被製造，由此避免了額外的製造成本及時間。

圖1是示出根據一些公開的實施方式的裝置的示例組件的方塊圖。與公開的其他實施方式一樣，圖1中所示的元件的數量、類型和佈置僅透過示例的方式呈現。儘管未在圖1中示出，但是裝置100可包括其他部件，諸如蓋（其可以是或可以包括蓋玻璃）、一個或多個黏合層、一個或多個電極層等。在一些實施方式中，裝置100可為包括圖1中所示出的元件的行動設備。

根據此示例，裝置100包括超聲感測器堆疊105。在一些示例中，超聲感測器堆疊105包括超聲收發器層101和薄膜電晶體（TFT）層102。在一些此類示例中，超聲收發器層101可配置為用作超聲波發射器和超聲波接收器兩者。根據一些實施方式，超聲收發器層101可以是單壓電層，而在其他實施方式中，超聲收發器層101可以是多層壓電結構或此類結構的陣列。

例如，在一些實施方式中，超聲收發器層101可包括壓電層，諸如PVDF聚合物層或PVDF-TrFE共聚物層。在一些實施方式中，超聲收發器層101中可使用其他壓電材料，諸如氮化鋁（AlN）或鋯鈦酸鉛（PZT）。一些替代實施方式可包括單獨的超聲波發射器層和超聲波接收器層。

在一些替代示例中，超聲收發器層101可包括超聲換能器元件的陣列，諸如壓電微機械超聲換能器陣列、電容性微機械超聲換能器陣列等。在一些此類示例中，壓電接收器層、單層PMUT陣列中的PMUT元件或單層CMUT陣列中的CMUT元件可用作超聲發射器以及超聲接收器。

TFT層102（當存在時）可以是透過在TFT基板上沉積主動半導體層以及介電層和金屬觸點的薄膜而製成的一種類型的金屬氧化物半導體場效應電晶體（MOSFET）。在一些示例中，TFT基底可以是諸如玻璃的非導電材料。根據一些實施方式，TFT層102可具有在50微米到400微米範圍內的厚度。

根據該示例，裝置100包括聲學諧振器103。聲學諧振器103可配置為增強由超聲感測器堆疊發射的在適合於超聲指紋感測器的超聲頻率範圍內的超聲波。在一些示例中，聲學諧振器103可包括位於第一較高阻抗層與第二較高阻抗層之間的一個或多個低阻抗層。一個或多個低阻抗層中的每個層可具有比第一較高阻抗層的聲學阻抗或比第二較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗。至少一個低阻抗層可具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。峰值頻率可以在1MHz至20 MHz的頻率範圍內。

在一些示例中，聲學諧振器103可以是或可以包括具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度的第一較高阻抗層。在一些此類實施方式中，聲學諧振器103可包括位於第一較高阻抗層的第一側與超聲感測器堆疊105之間的一個或多個第一低阻抗層。在一些示例中，一個或多個第一低阻抗層中的每個層可具有比第一較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗。在一些情況下，一個或多個第一低阻抗層中的每個層可具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

在一些這樣的實施方式中，聲學諧振器103可包括位於第一較高阻抗層的第二側附近的一個或多個第二低阻抗層。在一些示例中，一個或多個第二低阻抗層中的每個層可具有比第一較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗。在一些情況下，一個或多個第二低阻抗層中的每個層可具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

在一些示例中，裝置100可包括控制系統106。控制系統106（當存在時）可包括一個或多個通用單晶片或多晶片處理器、數位信號處理器（DSP）、特殊應用積體電路（ASIC）、現場可程式化閘陣列（FPGA）或其他可程式化邏輯裝置、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其組合。控制系統106還可包括一個或多個記憶體設備（和/或被配置為與一個或多個記憶體設備通信），諸如一個或多個隨機存取記憶體（RAM）設備、唯讀記憶體（ROM）設備等。因此，裝置100可具有包括一個或多個記憶體設備的記憶體系統，但記憶體系統未在圖1中展示。控制系統106可能夠接收及處理來自超聲收發器層101和/或來自感測器像素陣列的資料，例如如下文所描述的。在一些實施方式中，控制系統106的功能性可在一個或多個控制器或處理器（諸如專用感測器控制器與行動設備的應用程式處理器）之間分割。

裝置100的一些實施方式可包括介面系統107。在一些示例中，介面系統可包括無線介面系統。在一些實施方式中，介面系統可包括用戶介面系統、一個或多個網路介面、控制系統106與記憶體系統之間的一個或多個介面和/或控制系統106與一個或多個外部裝置介面（例如，埠或應用程式處理器）之間的一個或多個介面。

介面系統107可以被配置為在裝置100的組件之間提供通信（其可包括有線或無線通信，諸如電通信、無線電通信等）。在一些此類示例中，介面系統107可配置為提供控制系統106與超聲波接收器層101之間的通信，提供控制系統106與顯示器堆疊109之間的通信和/或提供控制系統106與感測器像素陣列之間的通信。根據一些此類示例，介面系統107的一部分可（例如經由導電材料）將控制系統106的至少一部分耦接到超聲波接收器層101和/或感測器像素陣列。

根據一些示例，介面系統107可以被配置為提供裝置100與其他設備和/或人類之間的通信。在一些這樣的示例中，介面系統107可包括一個或多個用戶介面。在一些示例中，介面系統107可包括一個或多個網路介面和/或一個或多個外部設備介面（諸如一個或多個通用序列匯流排（USB）介面）。在一些實施方式中，裝置100可包括記憶體系統。在一些示例中，介面系統107可包括控制系統106與記憶體系統之間的至少一個介面。

在一些實施方式中，裝置可包括顯示器堆疊109。根據一些示例，顯示器堆疊109可以是包括顯示器加強件和顯示器堆疊層的可折疊顯示器堆疊。顯示器加強件（當存在時）可具有相對高的聲學阻抗，例如，10MRayls或更大的聲學阻抗。在一些實施方式中，顯示器加強件可以是或可以包括金屬層（例如，具有約47MRayls的聲學阻抗的不銹鋼層）。在一些示例中，顯示器堆疊層可包括發光二極體（LED）顯示器（諸如有機發光二極體（OLED）顯示器）的層。在本公開內容中提供了顯示器堆疊層的一些示例。

根據一些實施方式，顯示器堆疊109的至少一部分可位於超聲感測器堆疊105與聲學諧振器103之間。在一些此類示例中，聲學諧振器103可以是或可以包括具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度的高阻抗層。根據一些示例，聲學諧振器103可以是或可以包括顯示器堆疊109的外表面上的蓋玻璃。

裝置100可用於各種不同的上下文中，本文公開了其許多示例。例如，在一些實施方式中，行動設備（諸如蜂巢式電話、智慧型電話、平板計算機、膝上型計算機（例如，膝上型計算機觸控板）等）可包括裝置100的至少一部分。在一些實施方式中，可穿戴裝置可包括裝置100的至少一部分。可穿戴設備可以例如是手錶、手環、臂帶、腕帶、指環、頭帶或貼片。在一些實施方式中，控制系統106可位於多於一個設備中。例如，控制系統106的一部分可位於可穿戴設備中，並且控制系統106的另一部分可位於另一設備中，諸如行動設備（例如，智慧型電話或平板計算機）和/或伺服器。在一些這樣的示例中，介面系統107還可位於多於一個設備中。

圖2是示出根據一些公開的實施方式的裝置的示例組件的另一方塊圖。與公開的其他實施方式一樣，圖2中所示的元件的數量、類型和佈置僅透過示例的方式呈現。儘管未在圖2中示出，但是裝置100可包括其他構件，諸如蓋（其可以是或可以包括蓋玻璃）、一個或多個黏合層、一個或多個電極層等。在一些實施方式中，裝置100可為包括圖2中所示出的元件的行動設備。

圖2的方塊表示圖1的一類實現。因此，超聲感測器堆疊105、選擇性的控制系統106、選擇性的介面系統107以及選擇性的顯示器堆疊109可如上文參考圖1所描述（或如本文中別處所描述）的。

根據該示例，裝置100包括聲學諧振器103。聲學諧振器103可配置為增強由超聲感測器堆疊發射的在適合於超聲指紋感測器的超聲頻率範圍內的超聲波。在該示例中，聲學諧振器103包括（一個或多個）第一較高阻抗層201、（一個或多個）第二較高阻抗層205，以及位於第一較高阻抗層201與第二較高阻抗層205之間的一個或多個低阻抗層203。根據該示例，一個或多個低阻抗層203中的每個層具有比第一較高阻抗層201的聲學阻抗更低的聲學阻抗和比第二較高阻抗層205的聲學阻抗更低的聲學阻抗。在該實施方式中，一個或多個低阻抗層203中的至少一者具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。峰值頻率可以在1MHz至20 MHz的頻率範圍內。

根據一些示例，第一較高阻抗層201和/或第二較高阻抗層205可以具有與對應於聲學諧振器103的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。在一些實施方式中，第一較高阻抗層201和/或第二較高阻抗層205可以是多層結構。

圖3A示出根據一些公開的實施方式的裝置的示例橫截面。與公開的其他實施方式一樣，圖3A中所示的元件的數量、類型和佈置僅透過示例的方式呈現。儘管未在圖3A中示出，但是裝置100可包括其他部件，諸如蓋（其可以是或可以包括蓋玻璃）、一個或多個附加黏合層、一個或多個電極層等。在一些實施方式中，裝置100可為包括圖3A中所示出的元件的行動設備。

圖3A的元件表示圖2的一類實現。因此，超聲感測器堆疊105和聲學諧振器103（包括（一個或多個）第一較高阻抗層201、一個或多個低阻抗層203和（一個或多個）第二較高阻抗層205）可以如上文參考圖2所描述（或如本文其他地方所描述）的。此處，一個或多個低阻抗層203具有與聲學諧振器103的峰值頻率的半波長的倍數（在圖3A中示出為Nλ/2）相對應的厚度。（如上所述，如本文所用，X的“倍數”指乘以X的任何正整數（包括整數1）。換句話說，Nλ/2的“倍數”可以是λ/2、λ、3λ/2、2λ等）。峰值頻率可以在從1MHz至20 MHz的頻率範圍內。

在該示例中，超聲感測器堆疊105經由黏合層301附接到聲學諧振器103。在一些示例中，黏合層301可以是或可以包括薄的壓敏黏合劑（PSA）。在一些情況下，黏合層301的厚度可以在2微米至10微米的範圍內。根據該示例，一個或多個低阻抗層203中的每個層具有比第一較高阻抗層201的聲學阻抗更低的聲學阻抗和比第二較高阻抗層205的聲學阻抗更低的聲學阻抗。

在一些情況下，第一較高阻抗層201的聲學阻抗和第二較高阻抗層205的聲學阻抗可以遠高於（例如，高四倍、高五倍、高六倍、高七倍、高八倍、高九倍、高一個數量級、高十一倍、高十二倍、高十三倍、高十四倍、高十五倍、高十六倍、高十七倍、高十八倍、高十九倍、高二十倍等）一個或多個低阻抗層203中的每一個層的聲學阻抗。例如，第一較高阻抗層201和/或第二較高阻抗層205可以是或可以包括一個或多個金屬層（例如，鋁、銅或不銹鋼，它們分別具有大約17、45和46 MRayls的聲學阻抗）。在一些這樣的示例中，一個或多個低阻抗層203可包括一個或多個塑膠層（例如，具有在1.7至4.2 MRayls的範圍內的聲學阻抗）。

根據第一較高阻抗層201的聲學阻抗和第二較高阻抗層205的聲學阻抗遠高於一個或多個低阻抗層203中的每一個層的聲學阻抗的一些示例，第一較高阻抗層201和第二較高阻抗層205可以是薄層。在一些這樣的示例中，第一較高阻抗層201和第二較高阻抗層205各自可以具有與小於聲學諧振器的峰值頻率處的八分之一波長相對應的厚度。在一些這樣的示例中，第一較高阻抗層201和/或第二較高阻抗層205可以是厚度僅為幾微米（例如，2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米等）的金屬層。

在一些示例中，第一較高阻抗層201和/或第二較高阻抗層205可以由相同的材料（例如，相同類型的金屬）形成，並且可以具有相同的聲學阻抗。根據一些這樣的示例，裝置100可以被配置為用於在器具（諸如冰箱門）內、在汽車或自主設備部件內、在辦公室或家庭的結構（諸如牆、門或門把手）內等。第一較高阻抗層201的聲學阻抗和第二較高阻抗層205的聲學阻抗遠高於一個或多個低阻抗層203的聲學阻抗，並且第一較高阻抗層201的聲學阻抗與第二較高阻抗層205的聲學阻抗匹配，可以在聲學諧振器103的峰值頻率處獲得優異的超聲波傳輸。

然而，在一些實施方式中，第一較高阻抗層201的聲學阻抗可能與第二較高阻抗層205的聲學阻抗不匹配。在一些這樣的示例中，第一較高阻抗層201的聲學阻抗可以小於第二較高阻抗層205的聲學阻抗。根據一些這樣的示例，第一較高阻抗層201可以是或可以包括玻璃層，而第二較高阻抗層205可以是或可以包括金屬層。在一些這樣的示例中，裝置100可包括可折疊顯示器堆疊，並且第二較高阻抗層205可以是顯示器加強件。根據一些這樣的示例，第一較高阻抗層201可以是顯示器堆疊的玻璃層。

圖3B示出根據一些公開的實施方式的裝置的另一示例橫截面。與公開的其他實施方式一樣，圖3B中所示的元件的數量、類型和佈置僅透過示例的方式呈現。儘管未在圖3B中示出，但是裝置100可包括其他部件、一個或多個附加黏合層、一個或多個電極層等。在一些實施方式中，裝置100可為包括圖3B中所示出的元件的行動設備。

圖3B的元件表示圖2的另一類實現。因此，超聲感測器堆疊105、（一個或多個）第一較高阻抗層201、一個或多個低阻抗層203以及（一個或多個）第二較高阻抗層205可如上文參考圖2所描述（或如本文中別處所描述）的。此處，一個或多個低阻抗層203具有與聲學諧振器103的峰值頻率的半波長的倍數（在圖3B中示出為Nλ/2）相對應的厚度。峰值頻率可以在1MHz至20 MHz的頻率範圍內。

在該示例中，超聲感測器堆疊105經由黏合層301附接到聲學諧振器103。在一些示例中，黏合層301可以是或可以包括薄的壓敏黏合劑（PSA）。在一些情況下，黏合層301的厚度可以在2微米至10微米的範圍內。根據該示例，一個或多個低阻抗層203中的每個層具有比第一較高阻抗層201的聲學阻抗更低的聲學阻抗和比第二較高阻抗層205的聲學阻抗更低的聲學阻抗。

在此特定類別的實施方式中，第一較高阻抗層201的聲學阻抗和第二較高阻抗層205的聲學阻抗高於但不遠高於一個或多個低阻抗層203中的每一個層的聲學阻抗。例如，第一較高阻抗層201和/或第二較高阻抗層205的聲學阻抗可以比一個或多個低阻抗層203中的每一個層的聲學阻抗高約50%、高約75%、高約100%、高約125%、高約150%、高約175%、高約200%、高約225%、高約250%、高約275%、高約300%等。例如，第一較高阻抗層201和/或第二較高阻抗層205可以是或可以包括一個或多個硬塑膠層（例如，丙烯酸樹脂玻璃、聚氯乙烯（PVC）、聚甲醛（POM，可作為Delrin®縮醛均聚物商購獲得）和/或聚偏二氟乙烯（PVDF），它們分別具有大約3.26、3.27、3.45和4.2 MRayls的聲學阻抗）。在一些這樣的示例中，一個或多個低阻抗層203可包括一個或多個軟塑膠層（例如，乙基乙酸乙烯酯、低密度聚乙烯或聚氨酯，它們分別具有大約1.69、1.79和1.80 MRayls的聲學阻抗）。

根據第一較高阻抗層201的聲學阻抗和第二較高阻抗層205的聲學阻抗高於但不遠高於一個或多個低阻抗層203中的每一個的聲學阻抗的一些示例，第一較高阻抗層201和第二較高阻抗層205可具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的四分之一波長的倍數（在圖3B中示出為Nλ/4）相對應的厚度。例如，對於低阻抗材料（例如，具有在2至4MRayls範圍內的聲學阻抗的材料），對於超聲成像的合適峰值頻率（例如，在1MHz至20MHz範圍內的峰值頻率）的λ/4可以對應於在30μm至80μm範圍內的層厚度。對於高阻抗材料（例如，聲學阻抗在10至50MRayls範圍內的材料），對於超聲成像的合適峰值頻率的λ/4可以對應於100μm至300μm範圍內的層厚度。

圖3C示出根據一些公開的實施方式的圖3B的較高阻抗層之一的示例橫截面。與公開的其他實施方式一樣，圖3B中所示的元件的數量、類型和佈置僅作為示例呈現。

提供圖3C以示出在一些實施方式中的要點，第一較高阻抗層201和/或第二較高阻抗層205可以是多層結構。根據該示例，第一較高阻抗層201和/或第二較高阻抗層205是多層結構，其包括兩種不同類型的材料（材料1和材料2）的交替層。在該示例中，材料1具有與材料2不同的聲學阻抗。在一些示例中，材料1具有比材料2更低的聲學阻抗。在一個這樣的示例中，材料1可以是或可以包括光學透明黏合劑（OCA），並且材料2可以是或可以包括聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）。根據該示例，材料1和材料2的各個層的厚度以及多層結構的總厚度與聲學諧振器103的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應（在圖3C中示出為Nλ/4）。例如，假設OCA阻抗在1.8-2.1 MRayls的範圍內，取決於峰值頻率，波長的四分之一可以對應於35-60μm範圍內的層厚度。在另一個示例中，假設PET阻抗在2.8-3.4 MRayls的範圍內，取決於峰值頻率，波長的四分之一可以對應於50-90μm範圍內的層厚度。

圖4A示出根據一些公開的實施方式的裝置的另一示例橫截面。與公開的其他實施方式一樣，圖4A中所示的元件的數量、類型和佈置僅透過示例的方式呈現。儘管未在圖4A中示出，但是裝置100可包括其他構件、一個或多個黏合層、一個或多個電極層等。在一些實施方式中，裝置100可為包括圖4A中所示出的元件的行動設備。

圖4A的元件表示圖2的另一類實現。根據此類實施方式，超聲感測器堆疊105位於第一較高阻抗層201與第二較高阻抗層205之間。

在圖4A中所展示的示例中，一個或多個低阻抗層203包括位於超聲感測器堆疊105與（一個或多個）第一較高阻抗層201之間的低阻抗層203a，以及位於超聲感測器堆疊105與（一個或多個）第二較高阻抗層205之間的低阻抗層203b。根據該示例，低阻抗層203a中的每個層和低阻抗層203b中的每個層具有比第一較高阻抗層201的聲學阻抗更低的聲學阻抗和比第二較高阻抗層205的聲學阻抗更低的聲學阻抗。

在一些情況下，第一較高阻抗層201的聲學阻抗和第二較高阻抗層205的聲學阻抗可以遠高於（例如，高四倍、高五倍、高六倍、高七倍、高八倍、高九倍、高一個數量級、高十一倍、高十二倍、高十三倍、高十四倍、高十五倍、高十六倍、高十七倍、高十八倍、高十九倍、高二十倍等）低阻抗層203a和203b中的每一個層的聲學阻抗。例如，第一較高阻抗層201和/或第二較高阻抗層205可以是或可以包括一個或多個金屬層（例如，鋁、銅或不銹鋼，它們分別具有大約17、45和46 MRayls的聲學阻抗）。在一些這樣的示例中，低阻抗層203a和203b中的每一個可包括一個或多個塑膠層（例如，具有1.7至4.2 MRayls範圍內的聲學阻抗）。

根據第一較高阻抗層201的聲學阻抗和第二較高阻抗層205的聲學阻抗遠高於低阻抗層203a和203b中的每個的聲學阻抗的一些示例，第一較高阻抗層201和第二較高阻抗層205可以是薄層。在一些這樣的示例中，第一較高阻抗層201和第二較高阻抗層205各自可以具有與小於聲學諧振器的峰值頻率處的八分之一波長相對應的厚度。在一些這樣的示例中，第一較高阻抗層201和/或第二較高阻抗層205可以是厚度僅為幾微米（例如，2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米等）的金屬層。

根據該示例，低阻抗層203a和低阻抗層203b各自具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。在該具體示例中，低阻抗層203a和低阻抗層203b各自包括第一材料（材料1）和第二材料（材料2）的交替層。在該實施方式中，材料1具有與材料2不同的聲學阻抗。在一些示例中，材料1具有比材料2更低的聲學阻抗。在一個這樣的示例中，材料1可以是或可以包括光學透明黏合劑（OCA），並且材料2可以是或可以包括聚對苯二甲酸乙二酯（PET）。然而，取決於具體實施方式，材料1和材料2可以是或可以不是OCA和PET，並且可替代地是各種其他材料。在該示例中，材料1和材料各自具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。峰值頻率可以在1MHz至20 MHz的頻率範圍內。

在圖4A所示的示例中，裝置100包括在較高阻抗層201與裝置100的外表面之間的材料1和材料2的附加層。根據該示例，層401（材料1的層）和層402（材料2的層）各自具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

圖4B示出根據一些公開的實施方式的裝置的另一示例橫截面。與公開的其他實施方式一樣，圖4B中所示的元件的數量、類型和佈置僅透過示例的方式呈現。儘管未在圖4B中示出，但是裝置100可包括其他部件、一個或多個黏合層、一個或多個電極層等。在一些實施方式中，裝置100可為包括圖4B中所示出的元件的行動設備。

圖4B的元件表示由圖3A表示的實現的類別的另一示例。在該示例中，聲學諧振器103包括第一較高阻抗層201、第二較高阻抗層205以及位於第一較高阻抗層201和第二較高阻抗層205之間的多個低阻抗層203。根據該示例，低阻抗層203中的每個層具有比第一較高阻抗層201的聲學阻抗更低的聲學阻抗和比第二較高阻抗層205的聲學阻抗更低的聲學阻抗。在此實施方式中，低阻抗層203中的每一者具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。峰值頻率可以在1MHz至20 MHz的頻率範圍內。

在該示例中，（一個或多個）第一較高阻抗層201的聲學阻抗和（一個或多個）第二較高阻抗層205的聲學阻抗遠高於低阻抗層203中的每個層的聲學阻抗。例如，第一較高阻抗層201和/或第二較高阻抗層205可以是或可以包括一個或多個金屬層（例如，鋁、銅或不銹鋼，它們分別具有大約17、45和46 MRayls的聲學阻抗）。在一些這樣的示例中，低阻抗層203可包括塑膠層（例如，具有在1.7至4.2 MRayls的範圍內的聲學阻抗）。

根據第一較高阻抗層201和第二較高阻抗層205的聲學阻抗遠高於一個或多個低阻抗層203中的每一個層的聲學阻抗的一些示例，第一較高阻抗層201和第二較高阻抗層205可以是薄層。在一些這樣的示例中，第一較高阻抗層201和第二較高阻抗層205可具有與小於聲學諧振器的峰值頻率處的八分之一波長相對應的厚度。在一些這樣的示例中，第一較高阻抗層201和/或第二較高阻抗層205可以是厚度僅為幾微米（例如，2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米等）的金屬層。

根據該具體示例，低阻抗層203包括第一材料（材料1）和第二材料（材料2）的交替層。此處，材料1具有與材料2不同的聲學阻抗。在一些示例中，材料1具有比材料2更低的聲學阻抗。在一個這樣的示例中，材料1可以是或可以包括光學透明黏合劑（OCA），並且材料2可以是或可以包括聚對苯二甲酸乙二酯（PET）。然而，取決於具體實施方式，材料1和材料2可以是或可以不是OCA和PET，並且可替代地是各種其他材料。

在圖4B所示的示例中，裝置100包括在較高阻抗層201與裝置100的外表面之間的材料1和材料2的附加層。根據該示例，層401（材料1的層）和層402（材料2的層）各自具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

圖5示出根據一些公開的實施方式的裝置的另一示例橫截面。與公開的其他實施方式一樣，圖5中所示的元件的數量、類型和佈置僅透過示例的方式呈現。儘管未在圖5中示出，但是裝置100可包括其他部件、一個或多個黏合層、一個或多個電極層等。在一些實施方式中，裝置100可為包括圖5中所示出的元件的行動設備。

圖5的元件表示由圖3A表示的實現的類別的另一示例。在該示例中，聲學諧振器103包括第一較高阻抗層201、第二較高阻抗層205，以及位於第一較高阻抗層201與第二較高阻抗層205之間的多個低阻抗層203。根據該示例，低阻抗層203中的每個層具有比第一較高阻抗層201的聲學阻抗更低的聲學阻抗和比第二較高阻抗層205的聲學阻抗更低的聲學阻抗。

在該示例中，（一個或多個）第一較高阻抗層201的聲學阻抗和（一個或多個）第二較高阻抗層205的聲學阻抗遠高於低阻抗層203中的每個層的聲學阻抗。例如，第一較高阻抗層201和/或第二較高阻抗層205可以是或可以包括一個或多個金屬層（例如，鋁、銅或不銹鋼，它們分別具有大約17、45和46 MRayls的聲學阻抗）。在一些這樣的示例中，低阻抗層203可包括塑膠層（例如，具有在1.7至4.2 MRayls的範圍內的聲學阻抗）。

根據第一較高阻抗層201和第二較高阻抗層205的聲學阻抗遠高於一個或多個低阻抗層203中的每一個層的聲學阻抗的一些示例，第一較高阻抗層201和第二較高阻抗層205可以是薄層。在一些這樣的示例中，第一較高阻抗層201和第二較高阻抗層205可具有與小於聲學諧振器的峰值頻率處的八分之一波長相對應的厚度。在一些這樣的示例中，第一較高阻抗層201和/或第二較高阻抗層205可以是厚度僅為幾微米（例如，2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米等）的金屬層。

根據該具體示例，低阻抗層203包括第一材料（材料1）和第二材料（材料2）的交替層。此處，材料1具有與材料2不同的聲學阻抗。在一些示例中，材料1具有比材料2更低的聲學阻抗。在一個這樣的示例中，材料1可以是或可以包括光學透明黏合劑（OCA），並且材料2可以是或可以包括聚對苯二甲酸乙二酯（PET）。然而，取決於具體實施方式，材料1和材料2可以是或可以不是OCA和PET，並且可以替代地是各種其他材料。根據該示例，層502a、502b和502c是材料2的層，並且其他低阻抗層203是材料1的層。

在此實施方式中，低阻抗層203中的僅一個層（中間層502b）具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。包括502a和502c的其他低阻抗層203各自具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。峰值頻率可以在1MHz至20 MHz的頻率範圍內。

在圖5所示的示例中，裝置100包括在較高阻抗層201與裝置100的外表面之間的材料1和材料2的附加層。根據該示例，層401（材料1的層）和層402（材料2的層）各自具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

圖6是示出根據一些公開的實施方式的裝置的示例組件的另一方塊圖。與公開的其他實施方式一樣，圖6中所示的元件的數量、類型和佈置僅透過示例的方式呈現。儘管未在圖6中示出，但是裝置100可包括其他部件，諸如蓋（其可以是或可以包括蓋玻璃）、一個或多個黏合層、一個或多個電極層等。

圖6的方塊表示圖1的另一類實現。因此，超聲感測器堆疊105、選擇性的控制系統106、選擇性的介面系統107，以及選擇性的顯示器堆疊109可如上文參考圖1所描述（或如本文中別處所描述）的。在一些實施方式中，裝置100可為包括圖6中所展示的元件或至少超聲感測器堆疊105和聲學諧振器103的行動設備。

根據該示例，裝置100包括聲學諧振器103。聲學諧振器103可配置為增強由超聲感測器堆疊發射的在適合於超聲指紋感測器的超聲頻率範圍內的超聲波。在此示例中，聲學諧振器103包括一個或多個較高阻抗層（（一個或多個）較高阻抗層603），其具有與聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。在一些示例中，一個或多個較高阻抗層603可以是或可以包括玻璃。根據一些示例，一個或多個較高阻抗層603可以是或可以包括金屬（例如，不銹鋼、銅、鋁等）。

根據此實施方式，聲學諧振器103還包括位於較高阻抗層603的第一側與超聲感測器堆疊105之間的一個或多個第一低阻抗層（（一個或多個）較低阻抗層601）。在此示例中，較低阻抗層601中的每個層具有比較高阻抗層603的聲學阻抗更低的聲學阻抗。此外，在此實施方式中，較低阻抗層601中的每個層具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。峰值頻率可以在1MHz至20 MHz的頻率範圍內。

在該示例中，聲學諧振器103還包括位於較高阻抗層603的第二側附近的一個或多個第二低阻抗層（低阻抗層605）。根據該示例，第二側與第一側相對。在一些示例中，低阻抗層605可位於較高阻抗層603的第二側與裝置100的外表面之間。此處，低阻抗層605中的每個層具有比較高阻抗層603的聲學阻抗更低的聲學阻抗。此外，在此示例中，低阻抗層605中的每個層具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

在一些實施方式中，裝置100可包括顯示器堆疊109。在一些此類實施方式中，低阻抗層605可位於顯示器堆疊109與較高阻抗層603之間。

圖7A展示根據一些公開的實施方式的裝置的示例橫截面。與公開的其他實施方式一樣，圖7A中所示的元件的數量、類型和佈置僅透過示例的方式呈現。儘管未在圖7A中示出，但是裝置100可包括其他組件。下面描述一些示例。在一些實施方式中，裝置100可為包括圖7A中所示出的元件的行動設備。

圖7A的元件表示圖6的一類實現。因此，在該示例中，聲學諧振器103包括（一個或多個）較低阻抗層601、（一個或多個）較高阻抗層603，以及（一個或多個）較低阻抗層605。超聲感測器堆疊105、較低阻抗層601、較高阻抗層603以及較低阻抗層605可如上文參考圖6所描述（或如本文中別處所描述）。此處，較高阻抗層603具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的半波長的倍數（在圖7A中示出為Nλ/2）相對應的厚度。在此示例中，較低阻抗層601及低阻抗層605具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的四分之一波長的倍數（在圖7A中展示為Nλ/4）相對應的厚度。峰值頻率可以在1MHz至20 MHz的頻率範圍內。

在一些情況下，較高阻抗層603的聲學阻抗可以遠高於較低阻抗層601的聲學阻抗和較低阻抗層605的聲學阻抗。例如，較高阻抗層603可以是或可以包括一個或多個金屬層（例如，鋁、銅或不銹鋼，它們分別具有大約17、45和46 MRayls的聲學阻抗）。在一些此類示例中，一個或多個較低阻抗層601或一個或多個較低阻抗層605可以是或可以包括一個或多個塑膠層（例如，具有在1.7到4.2 MRayls範圍內的聲學阻抗）。

然而，在其他實施方式中，較高阻抗層603的聲學阻抗可高於但不遠高於較低阻抗層601的聲學阻抗和較低阻抗層605的聲學阻抗。例如，較高阻抗層603的聲學阻抗可以比較低阻抗層601的聲學阻抗和較低阻抗層605的聲學阻抗高約50%、高約75%、高約100%、高約125%、高約150%、高約175%、高約200%、高約225%、高約250%、高約275%、高約300%等。例如，較高阻抗層603可以是或可以包括一個或多個硬塑膠層（例如，丙烯酸樹脂玻璃、聚氯乙烯（PVC）、聚甲醛（POM，可作為Delrin®縮醛均聚物商購獲得）和/或聚偏二氟乙烯（PVDF），它們分別具有大約3.26、3.27、3.45和4.2 MRayls的聲學阻抗）。在一些此類示例中，一個或多個較低阻抗層601和/或一個或多個較低阻抗層605可以是或可以包括一個或多個軟塑膠層（例如，乙烯乙酸乙烯酯、低密度聚乙烯或聚氨基甲酸酯，它們分別具有大約1.69、1.79和1.80 MRayls的聲學阻抗）。

圖7B展示根據一些公開的實施方式的裝置的另一示例橫截面。與公開的其他實施方式一樣，圖7B中所示的元件的數量、類型和佈置僅透過示例的方式呈現。儘管未在圖7B中示出，但是裝置100可包括其他部件、一個或多個黏合層、一個或多個電極層等。在一些實施方式中，裝置100可為包括圖7B中所示出的元件的行動設備。

圖7B的元件表示由圖6表示的實現的類別的另一示例。因此，在該示例中，聲學諧振器103包括（一個或多個）較低阻抗層601、（一個或多個）較高阻抗層603和（一個或多個）低阻抗層605。超聲感測器堆疊105、較低阻抗層601、較高阻抗層603及較低阻抗層605可如上文參考圖6所描述（或如本文中別處所描述）。然而，在實施方式類別中，較低阻抗層601和/或較低阻抗層605包括多個層，包括至少第一層和第二層，第一層具有比第二層的第二聲學阻抗更高的第一聲學阻抗。

在該示例中，較高阻抗層603的聲學阻抗遠高於較低阻抗層601和較低阻抗層605中的每一個的聲學阻抗。在一些示例中，較高阻抗層603可以是或可以包括一個或多個玻璃層或金屬層（例如，鋁、銅或不銹鋼）。在一些這樣的示例中，低阻抗層203可包括塑膠層（例如，具有在1.7至4.2 MRayls的範圍內的聲學阻抗）。

根據該具體示例，較低阻抗層601和較低阻抗層605包括第一材料（材料1）和第二材料（材料2）的交替層。此處，材料1具有與材料2不同的聲學阻抗。在一些示例中，材料1具有比材料2更低的聲學阻抗。在一個這樣的示例中，材料1可以是或可以包括光學透明黏合劑（OCA），並且材料2可以是或可以包括聚對苯二甲酸乙二酯（PET）。然而，取決於具體實施方式，材料1和材料2可以是其他材料。

在此實施方式中，較高阻抗層603具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。根據該示例，較低阻抗層601和較低阻抗層605的材料1層和材料2層各自具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。峰值頻率可以在1MHz至20 MHz的頻率範圍內。

圖8是示出根據一些公開的實施方式的裝置的示例組件的另一方塊圖。與公開的其他實施方式一樣，圖8中所示的元件的數量、類型和佈置僅透過示例的方式呈現。儘管未在圖8中示出，但是裝置100可包括其他部件，諸如蓋（其可以是或可以包括蓋玻璃）、一個或多個黏合層、一個或多個電極層等。

圖8的方塊表示圖1的另一類實現。這類實施方式至少包括超聲感測器堆疊105、聲學諧振器103和顯示器堆疊109。因此，超聲感測器堆疊105、選擇性的控制系統106、選擇性的介面系統107及選擇性的顯示器堆疊109可如上文參考圖1所描述（或如本文中別處所描述）的。在一些實施方式中，裝置100可為包括圖8中所展示的元件或至少超聲感測器堆疊105、聲學諧振器103及顯示器堆疊109的行動設備。

根據該示例，裝置100包括聲學諧振器103。聲學諧振器103可配置為增強由超聲感測器堆疊發射的在適合於超聲指紋感測器的超聲頻率範圍內的超聲波。在該示例中，聲學諧振器103包括一個或多個較高阻抗層，其厚度與聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應。在一些示例中，一個或多個較高阻抗層可以是或可以包括玻璃。在該示例中，顯示器堆疊109的至少一部分位於超聲感測器堆疊105和聲學諧振器103之間。在一些情況下，顯示器堆疊109可以是或可以包括有機發光二極體顯示器堆疊。然而，在一些實施方式中，一個或多個較高阻抗層可以是或可以包括金屬。

圖9展示根據一些實施方式的顯示器堆疊及超聲感測器堆疊的示例。與公開的其他實施方式一樣，圖9中所示的元件的類型、數量和佈置僅僅是示例。其他實施方式可包括不同類型、數量和/或佈置的元件。此處，裝置100是圖1和圖8中所示的裝置100的示例。根據此示例，裝置100包括超聲感測器堆疊105及圖1和8的顯示器堆疊109的示例。在此示例中，超聲感測器堆疊105經由黏合層901附接到顯示器堆疊109。

在該示例中，顯示器堆疊109包括聲學諧振器103、玻璃層903、偏振器層912、OLED面板914和一層或多層保護膜915。根據該實施方式，光學透明黏合劑（OCA）層904a將聲學諧振器103連接到玻璃層903，並且OCA層904b將玻璃層903連接到偏振器層912。在該實施方式中，偏振器壓敏黏合劑913a將偏振器912連接到OLED面板914，並且壓敏黏合劑913b將OLED面板914連接到一層或多層保護膜915。偏振器壓敏黏合劑913a可例如為光學透明黏合劑（OCA）。

根據該示例，聲學諧振器103包括一個或多個較高阻抗層，其厚度與聲學諧振器103的峰值頻率處的半波長的倍數相對應。在此實施方式中，聲學諧振器103包括一個或多個保護層，該保護層可以是或可以包括覆蓋玻璃。在一些情況下，聲學諧振器103可包括OCA 904a和玻璃層903。根據一些示例，聲學諧振器103可以具有在500微米至700微米的範圍內的厚度。

圖10是提供根據一些公開的方法的操作的示例的流程圖。圖10的方塊可例如由圖1的裝置100（例如，由控制系統106和超聲感測器堆疊105）或由包括超聲感測器堆疊105和至少一個聲學諧振器103的類似設備執行。如同本文中所公開的其他方法，圖10中概述的方法可包括比所指示的方塊更多或更少個方塊。此外，本文公開的方法的方塊不一定按所指示的順序執行。在一些情況下，可以同時執行一個或多個方塊。

在此示例中，方塊1005涉及經由控制系統（例如，經由控制系統106）控制超聲感測器系統的超聲收發器層（例如，超聲收發器層101）以透過至少第一諧振器發射超聲波（例如，圖7中所展示的超聲波713），該第一諧振器配置為用於在第一超聲頻率範圍內引起超聲波發射的第一區域最大值。根據該示例，第一諧振器對應於本文公開的聲學諧振器103的任何一個實施方式。

在一些情況下，第一超聲頻率範圍可以是5MHz至15MHz的範圍。在一些示例中，第一超聲頻率範圍可以是從1MHz至20MHz的範圍。

根據此實施方式，方塊1010涉及由控制系統從超聲感測器系統接收超聲感測器信號，該超聲感測器信號與所發射的超聲波從定位於包括超聲感測器系統的裝置的外表面上的目標物件的一部分的反射相對應。根據一些示例，超聲感測器信號可對應於來自目標物件的部分的內部的反射。如果目標物件是手指，則超聲感測器信號可對應於（一個或多個）第一超聲波從手指表面下的反射，例如，來自一個或多個表皮下特徵的反射。替代地或附加地，超聲感測器信號可對應於所發射的超聲波從目標物件的部分的表面的反射。如果目標物件是手指，則超聲感測器信號可對應於（一個或多個）第二超聲波從手指的表面（例如，從指紋的脊和谷）的反射。

根據此實施方式，方塊1015涉及透過控制系統執行至少部分地基於超聲感測器信號的認證程序。在一些實施方式中，方法1000可涉及至少部分地基於認證程序來控制對裝置或對另一設備的存取。

根據一些實施方式，方塊1015可涉及基於在與指紋對應的時間間隔內接收的超聲感測器信號的部分而獲得指紋資料。例如，可以相對於發射超聲波的時間來測量時間間隔。獲得指紋資料可例如涉及從超聲感測器信號提取目標物件特徵。目標物件特徵可例如包括指紋特徵。根據一些示例，指紋特徵可包括指紋細節、關鍵點和/或汗孔。在一些示例中，指紋特徵可包括脊結束資訊、脊分叉資訊、短脊資訊、脊流資訊、島資訊、支線（spur）資訊、增量資訊、核心資訊等。

在一些示例中，方塊1015可涉及將指紋特徵與授權用戶的指紋特徵進行比較。例如，授權用戶的指紋特徵可能已經在先前登記程序期間被接收。

在一些實施方式中，方塊1015可涉及從超聲感測器信號提取表皮下特徵。例如，授權用戶的表皮下特徵可能已經在先前的登記程序期間被接收。根據一些實施方式，認證程序可涉及將從超聲感測器信號提取的表皮下特徵與授權用戶的表皮下特徵進行比較。

在一些此類實施方式中，表皮下特徵可包括對應於在與表皮下區域相對應的時間間隔內從目標物件的部分接收的超聲波的反射的表皮下層資訊。表皮下特徵例如可包括對應於從目標物件的部分接收的第二超聲波的反射的真皮層資訊。真皮層資訊可以在與真皮層相對應的時間間隔內獲得。認證程序可以至少部分地基於真皮層資訊。可替代地或另外地，表皮下特徵可包括關於其他表皮下層的資訊，諸如乳突層、網狀層、皮下組織等，任何血管、淋巴管、汗腺、毛囊、毛乳突、脂肪小葉等，上述特徵可以存在於這樣的組織層、肌肉組織、骨骼材料等內。

圖11展示根據一些公開的實施方式的裝置的示例組件。與公開的其他實施方式一樣，元件的類型、數量和佈置以及元件的尺寸僅僅是示例。根據該示例，裝置100被配置為執行本文公開的方法中的至少一些。根據此實施方式，超聲感測器堆疊105包括超聲收發器層101、在超聲收發器層101的一側上的電極層1110，以及在超聲收發器層101的第二側（相對側）上的感測器像素陣列1106。在此實施方式中，超聲收發器層101包括一個或多個壓電聚合物。在其他實施方式中，超聲收發器層101可包括其他類型的壓電材料。

根據該示例，電極層1110位於鈍化層1112與超聲收發器層101之間。在一些示例中，鈍化層1112可包括黏合劑，諸如環氧樹脂膜、聚合物層（諸如聚對苯二甲酸乙二酯（PET）層）等。

在該示例中，TFT層102包括TFT基板和用於感測器像素陣列1106的電路。TFT層102可以是透過在TFT基板上沉積主動半導體層以及介電層和金屬觸點的薄膜而製成的一種類型的金屬氧化物半導體場效應電晶體（MOSFET）。在一些示例中，TFT基底可為非導電材料，例如玻璃。

在該示例中，裝置100包括聲學諧振器103。根據該示例，聲學諧振器103是上面參考圖1、圖2和圖3A描述的類型之一：此處，聲學諧振器103包括（一個或多個）第一較高阻抗層201、一個或多個低阻抗層203，以及（一個或多個）第二較高阻抗層205，上述元件可以如上面參考圖2和圖3A所描述（或如本文其他地方所描述）的。根據該示例，一個或多個低阻抗層203具有與聲學諧振器103的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。然而，在其他實施方式中，聲學諧振器103可以具有不同的配置，諸如本文公開的聲學諧振器103的其他示例之一。

根據此實施方式，TFT層102、感測器像素陣列1106以及電極經由介面系統107的一部分而電耦接到控制系統106的至少一部分和超聲收發器層101的一側，該介面系統107在此示例中包括導電材料和撓性印刷電路（FPC）。

在該示例中，裝置100被配置為執行本文公開的方法中的至少一些。在此示例中，控制系統106被配置為控制超聲感測器系統發射一個或多個超聲波1113。根據該示例，透過TFT層102和聲學諧振器103的（一個或多個）層來傳輸超聲波1113。根據此示例，超聲波1113的反射1114是由蓋1118的外表面與外表面接觸的任何物體之間的交界面1115處（或附近）的聲學阻抗對比所引起的，該外表面可以是空氣或目標物件的表面，諸如指紋的脊線及谷線等（如本文中所使用，用語“手指”可指任何指頭，包括拇指。因此，拇指紋將被視為“指紋”的一種類型）。

根據一些示例，（一個或多個）超聲波1113的反射1114可由感測器像素陣列1106偵測。可以將對應的超聲信號提供給控制系統106。在一些此類實施方式中，由控制系統106用於基於指紋的認證的超聲信號可基於由感測器像素陣列1106偵測到的來自蓋/手指交界面的反射1114。在一些實施方式中，可由電極層1110偵測對應於蓋/空氣交界面的反射1114，以及將對應的背景超聲信號提供到控制系統106。

圖12代表性地描繪用於超聲感測器系統的感測器像素的4×4像素陣列的方面。每個像素1234可以例如與壓電感測器材料（PSM）的區域區域、像素輸入電極1237、峰值偵測二極體（D1）和讀出電晶體（M3）相關聯；這些元件中的許多或全部元件可以形成在基板上或基板中以形成像素電路1236。實際上，每個像素1234的壓電感測器材料的區域區域可將所接收的超聲能量轉換成電荷。峰值偵測二極體D1可以暫存由壓電感測器材料PSM的區域區域偵測到的最大電荷量。然後可以例如透過列選擇機構、閘極驅動器或位移暫存器掃描像素陣列1235的每一列，並且可以針對每行觸發讀出電晶體M3，以允許每個像素1234的峰值電荷的幅值由附加電路（例如，多工器和A/D轉換器）讀取。像素電路1236可包括一個或多個TFTs以允許像素1234的閘控、定址和復位。

每一像素電路1236可提供關於由超聲感測器系統偵測到的物件的一小部分的資訊。為了便於說明，雖然圖12中所示的示例具有相對粗糙的解析度，但是具有每英寸500像素或更高的解析度的超聲感測器可以配置有適當縮放的結構。可取決於預期偵測物件來選擇超聲感測器系統的偵測區域。例如，偵測區域的範圍可以從單個手指的約5mm×5mm到四個手指的約3英寸×3英寸。更小和更大的區域，包括正方形、矩形和非矩形的幾何形狀，可以適當地用於目標物件。

在以下編號的條款中描述了實施方式示例：

1. 一種裝置，包括：超聲感測器疊層；以及聲學諧振器，包括：第一較高阻抗層；第二較高阻抗層；以及一個或多個低阻抗層，該一個或多個低阻抗層位於第一較高阻抗層與第二較高阻抗層之間，該一個或多個低阻抗層中的每個層具有比第一較高阻抗層的聲學阻抗或比第二較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗，一個或多個低阻抗層中的至少一個層具有與聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。

2. 根據條款1所述的裝置，其中第一較高阻抗層或第二較高阻抗層中的至少一個層具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

3. 根據條款1或條款2所述的裝置，其中第一較高阻抗層或第二較高阻抗層中的至少一個層具有與小於聲學諧振器的峰值頻率處的八分之一波長相對應的厚度。

4. 根據條款1-3中任一項所述的裝置，其中超聲感測器堆疊位於第一較高阻抗層與第二較高阻抗層之間。

5. 根據條款4所述的裝置，其中一個或多個低阻抗層包括：位於超聲感測器堆疊與第一較高阻抗層之間的第一低阻抗層；以及位於超聲感測器堆疊與第二較高阻抗層之間的第二低阻抗層，第一低阻抗層及第二低阻抗層各自具有對應於該峰值頻率處的半波長的倍數的厚度。

6. 根據條款5所述的裝置，其中一個或更多個低阻抗層還包括：位於第一低阻抗層與第一較高阻抗層之間的第三低阻抗層；位於第一低阻抗層與超聲感測器堆疊之間的第四低阻抗層；位於第二低阻抗層與超聲感測器堆疊之間的第五低阻抗層；以及位於第二低阻抗層與第二較高阻抗層之間的第六低阻抗層，其中第三低阻抗層、第四低阻抗層、第五低阻抗層和第六低阻抗層各自具有與峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。

7. 根據條款6所述的裝置，其中第三低阻抗層、第四低阻抗層、第五低阻抗層和第六低阻抗層各自具有比第一低阻抗層的聲學阻抗或比第二低阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗。

8. 根據條款1-7中任一項所述的裝置，其中一個或多個低阻抗層包括：第一低阻抗層；第二低阻抗層，其位於第一低阻抗層與第一較高阻抗層之間；以及第三低阻抗層，其位於第一低阻抗層與第二較高阻抗層之間，其中第二低阻抗層和第三低阻抗層各自具有低於第一低阻抗層的聲學阻抗的聲學阻抗。

9. 根據條款8所述的裝置，其中第一低阻抗層、第二低阻抗層和第三低阻抗層各自具有對應於該峰值頻率處的半波長的倍數的厚度。

10. 根據條款8所述的裝置，其中第一低阻抗層具有與該峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度，並且其中第二低阻抗層和第三低阻抗層各自具有與該峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

11. 根據條款1-10中任一項所述的裝置，其中第一較高阻抗層或第二較高阻抗層中的至少一個層包括玻璃。

12. 根據條款1-11中任一項所述的裝置，其中第一較高阻抗層或第二較高阻抗層中的至少一個層包括金屬。

13. 根據條款1-12中任一項所述的裝置，其中第一較高阻抗層或第二較高阻抗層中的至少一個層包括多個層，該多個層具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

14. 根據條款13所述的裝置，其中多個層包括至少第一層和第二層，第一層具有高於第二層的第二聲學阻抗的第一聲學阻抗。

15. 根據條款1-14中任一項所述的裝置，還包括顯示器堆疊。

16. 根據條款1-15中任一項所述的裝置，其中該裝置是包括超聲感測器堆疊和聲學諧振器的行動設備。

17. 一種方法，包括：經由控制系統控制超聲感測器系統的超聲收發器層以透過至少第一諧振器發射超聲波，該第一諧振器被配置為在第一超聲頻率範圍內引起超聲波發射的第一區域最大值；由控制系統從超聲感測器系統接收超聲感測器信號，該超聲感測器信號與所發射的超聲波從定位於包括超聲感測器系統的裝置的外表面上的目標物件的一部分的反射相對應；以及由控制系統執行至少部分地基於超聲感測器信號的認證程序。

18. 根據條款17所述的方法，其中超聲波發射的第一區域最大值對應於1MHz至20MHz範圍內的頻率。

19. 根據條款17或條款18所述的方法，其中認證程序涉及從超聲感測器信號提取目標物件特徵。

20. 根據條款19所述的方法，其中目標物件特徵包括指紋特徵或表皮下特徵中的至少一個。

21. 根據條款17-20中任一項所述的方法，還包括至少部分地基於認證程序來控制對裝置的存取。

22. 一種裝置，包括：超聲感測器構件；以及聲學諧振器，包括：第一較高阻抗層；第二較高阻抗層；以及位於第一較高阻抗層與第二較高阻抗層之間的一個或多個低阻抗層，一個或多個低阻抗層中的每個層具有比第一較高阻抗層的聲學阻抗或比第二較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗，一個或多個低阻抗層中的至少一個層具有與聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度。

23. 根據條款22所述的裝置，其中第一較高阻抗層或第二較高阻抗層中的至少一個層具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

24. 根據條款22或條款23所述的裝置，其中第一較高阻抗層或第二較高阻抗層中的至少一個層具有與小於聲學諧振器的峰值頻率處的八分之一波長相對應的厚度。

25. 根據條款22-24中任一項所述的裝置，其中超聲感測器構件位於第一較高阻抗層與第二較高阻抗層之間。

26. 根據條款25所述的裝置，其中一個或多個低阻抗層包括：位於超聲感測器構件與第一較高阻抗層之間的第一低阻抗層；以及位於超聲感測器構件與第二較高阻抗層之間的第二低阻抗層，第一低阻抗層和第二低阻抗層各自具有對應於該峰值頻率處的半波長的倍數的厚度。

27. 一種裝置，包括：超聲感測器疊層；以及聲學諧振器，包括：一個或多個較高阻抗層，其具有與聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度；一個或多個第一低阻抗層，其位於一個或多個較高阻抗層的第一側與超聲感測器堆疊之間，一個或多個第一低阻抗層中的每個層具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗，一個或多個第一低阻抗層中的每個層具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度；以及一個或多個第二低阻抗層，其位於一個或多個較高阻抗層的第二側附近，一個或多個第二低阻抗層中的每個層具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗，一個或多個第二低阻抗層中的每個層具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

28. 根據條款27所述的裝置，其中一個或多個較高阻抗層中的一者或多者包括玻璃。

29. 根據條款27或條款28所述的裝置，其中一個或多個較高阻抗層中的一者或多者包括金屬。

30. 根據條款27-29中任一項所述的裝置，其中一個或多個第一低阻抗層或一個或多個第二低阻抗層中的至少一個包括多個層，並且其中該多個層至少包括第一層和第二層，第一層具有高於第二層的第二聲學阻抗的第一聲學阻抗。

31. 根據條款27-30中任一項所述的裝置，還包括顯示器堆疊。

32. 根據條款31所述的裝置，其中一個或多個第二低阻抗層位於顯示器堆疊與一個或多個較高阻抗層之間。

33. 根據條款27-32中任一項所述的裝置，其中該裝置是包括超聲感測器堆疊和聲學諧振器的行動設備。

34. 一種裝置，包括：超聲感測器構件；以及聲學諧振器，包括：一個或多個較高阻抗層，其具有與聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度；一個或多個第一低阻抗層，其位於一個或多個較高阻抗層的第一側與超聲感測器構件之間，一個或多個第一低阻抗層中的每個層具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗，一個或多個第一低阻抗層中的每個層具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度；以及一個或多個第二低阻抗層，其位於一個或多個較高阻抗層的第二側附近，一個或多個第二低阻抗層中的每個層具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗，一個或多個第二低阻抗層中的每個層具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

35. 根據條款34所述的裝置，其中一個或多個較高阻抗層中的一者或多者包括玻璃。

36. 根據條款34或條款35所述的裝置，其中一個或多個較高阻抗層中的一者或多者包括金屬。

37. 根據條款34-36中任一項所述的裝置，其中一個或多個第一低阻抗層或一個或多個第二低阻抗層中的至少一個包括多個層，並且其中該多個層至少包括第一層和第二層，第一層具有高於第二層的第二聲學阻抗的第一聲學阻抗。

38. 根據條款34-37中任一項所述的裝置，還包括顯示器堆疊。

39. 根據條款38所述的裝置，其中一個或多個第二低阻抗層位於顯示器堆疊與一個或多個較高阻抗層之間。

40. 根據條款34-39中任一項所述的裝置，其中該裝置是包括超聲感測器構件和聲學諧振器的行動設備。

41. 一種方法，包括：經由控制系統控制超聲感測器堆疊以透過聲學諧振器將超聲波發射到包括超聲感測器堆疊和聲學諧振器的裝置的外表面上的目標物件；由控制系統從超聲感測器堆疊接收與所發射的超聲波從目標物件的反射相對應的超聲感測器信號；以及執行至少部分地基於超聲感測器信號的認證程序，其中聲學諧振器包括：一個或多個較高阻抗層，其具有與聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度；一個或多個第一低阻抗層，其位於一個或多個較高阻抗層的第一側與超聲感測器構件之間，一個或多個第一低阻抗層中的每個層具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗，一個或多個第一低阻抗層中的每個層具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度；以及一個或多個第二低阻抗層，其位於一個或多個較高阻抗層的第二側附近，一個或多個第二低阻抗層中的每個層具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗，一個或多個第二低阻抗層中的每個層具有與聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。

42. 根據條款41所述的方法，其中一個或多個較高阻抗層中的一者或多者包括玻璃。

43. 根據條款41或條款42所述的方法，其中一個或多個較高阻抗層中的一者或多者包括金屬。

44. 根據條款41-43中任一項所述的方法，其中一個或多個第一低阻抗層或一個或多個第二低阻抗層中的至少一個包括多個層，並且其中該多個層包括至少第一層和第二層，第一層具有高於第二層的第二聲學阻抗的第一聲學阻抗。

45. 根據條款41-44中任一項所述的方法，其中該裝置還包括顯示器堆疊，並且其中一個或多個第二低阻抗層位於顯示器堆疊和一個或多個較高阻抗層之間。

46. 根據條款41-45中任一項所述的方法，其中該裝置是包括超聲感測器構件和聲學諧振器的行動設備。

47. 一種裝置，包括：超聲感測器疊層；聲學諧振器，包括一個或多個較高阻抗層，其具有與聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度；以及顯示器堆疊，其位於超聲感測器堆疊與聲學諧振器之間。

48. 根據條款47所述的裝置，其中一個或多個較高阻抗層中的一者或多者包括玻璃。

49. 根據條款47或條款48所述的裝置，其中該裝置是包括超聲感測器堆疊、顯示器堆疊和聲學諧振器的行動設備。

50. 根據條款47-49中任一項所述的裝置，其中顯示器堆疊包括有機發光二極體顯示器堆疊。

如本文所使用的，提及項目列表中的“至少一者”的片語是指這些項目（包括單個成員）的任何組合。作為示例，“a、b或c中的至少一個”旨在涵蓋：a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c。

結合本文中所公開的實施方式描述的各種說明性邏輯、邏輯方塊、模組、電路和演算法程序可實施為電子硬體、計算機軟體或這兩者的組合。硬體與軟體的可互換性已大體上在功能性方面進行描述，且在上文描述的各種說明性組件、方塊、模組、電路及程序中進行說明。此功能性是以硬體還是軟體實施取決於特定應用及整個系統被強制實行的設計限制。

用於實現結合本文公開的方面描述的各種說明性邏輯、邏輯方塊、模組和電路的硬體和資料處理裝置可以用通用單晶片或多晶片處理器、數位信號處理器（DSP）、特殊應用積體電路（ASIC）、現場可程式化閘陣列（FPGA）或其他可程式化邏輯設備、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其被設計為執行本文描述的功能的任何組合來實現或執行。通用處理器可以是微處理器，或者任何常規的處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器還可以實現為計算設備的組合，例如，DSP和微處理器的組合、多個微處理器、一個或多個微處理器與DSP核心的結合，或者任何其他這樣的配置。在一些實施方式中，特定程序及方法可由特定於給定功能的電路執行。

在一個或多個方面，所描述的功能可以在包括本說明書中公開的結構及其結構均等物的硬體、數位電子電路、計算機軟體、韌體或其任何組合中實施。本說明書中描述的標的的實施方式還可以被實施為一個或多個計算機程式，即，計算機程式指令的一個或多個模組，這些指令被編碼在計算機儲存媒體上，用於由資料處理裝置執行或控制資料處理裝置的操作。

如果以軟體實施，則上述功能可以作為一個或多個指令或碼儲存於計算機可讀媒體（諸如非暫時性媒體）上或經由計算機可讀媒體傳輸。本文所公開的方法或演算法的程序可以在可位於計算機可讀媒體上的處理器可執行軟體模組中實現。計算機可讀媒體包括計算機儲存媒體和通信媒體兩者，包括可經啟用以將計算機程式從一處傳送到另一處的任何媒體。儲存媒體可以是可由計算機存取的任何可用媒體。作為示例而非限制，非暫時性媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存裝置、磁碟儲存裝置或其他磁性儲存裝置，或可用於儲存呈指令或資料結構形式的所要程式碼且可由計算機存取的任何其他媒體。此外，任何連接可以被適當地稱為計算機可讀媒體。如本文中所使用，磁碟及光碟包括壓縮光碟（CD）、雷射光碟、光學光碟、數位多功能光碟（DVD）、軟碟及藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式再現資料，而光碟用雷射以光學方式再現資料。上述的組合也應當包括在計算機可讀媒體的範圍內。另外，方法或演算法的操作可作為碼和指令中的一者或任何組合或集合位於機器可讀媒體和計算機可讀媒體上，這些媒體可併入到計算機程式產品中。

對於本領域一般技術人員來說，對本公開內容中描述的實現方式的各種修改是顯而易見的，並且在不脫離本公開內容的精神或範圍的情況下，本文定義的一般原理可以應用於其他實現方式。因此，本公開內容並不旨在限於本文所示出的實現方式，而是符合與本文所公開的申請專利範圍、原理和新穎特徵相一致的最寬範圍。本文中專門使用詞語“示例性”（如果有的話）來表示“用作示例、示例或說明”。本文中描述為“示例性”的任何實施方式不一定被解釋為比其他實施方式優選或有利。

在本說明書中在單獨實施方式的上下文中描述的某些特徵也可以在單個實施方式中組合實施。相反，在單個實施方式的上下文中描述的各種特徵也可以單獨地或以任何合適的子組合在多個實施方式中實現。此外，儘管特徵可以在上面被描述為以某些組合起作用並且甚至最初如此主張保護，但是來自所主張保護的組合的一個或多個特徵在一些情況下可以從組合中刪除，並且所主張保護的組合可以針對子組合或子組合的變化。

類似地，雖然在圖式中以特定順序描繪了操作，但是這不應被理解為主張以所示的特定順序或按順序執行這些操作，或者執行所有示出的操作，以實現期望的結果。在某些情況下，多任務和並行處理可能是有利的。此外，上述實施方式中的各種系統組件的分離不應被理解為在所有實施方式中都需要這種分離，並且應當理解的是，所描述的程式組件和系統通常可以一起整合在單個軟體產品中或封裝到多個軟體產品中。另外，其他實施方式在所附申請專利範圍的範圍內。在一些情況下，申請專利範圍中記載的動作可以以不同的順序執行，並且仍然實現期望的結果。

應當理解的是，除非任何特定描述的實施方式中的特徵被明確地識別為彼此不兼容或者周圍上下文暗示它們是相互排斥的並且不容易在互補和/或支援意義上組合，否則本公開內容的總體設想和設想可以選擇性地組合那些互補實施方式的特定特徵以提供一個或多個全面但略微不同的技術解決方案。因此，還應當理解的是，上述說明書僅作為示例給出，並且可以在本公開內容的範圍內進行詳細修改。

100:裝置 101:超聲收發器層 102:薄膜電晶體（TFT）層 103:聲學諧振器 105:超聲感測器堆疊 106:控制系統 107:介面系統 109:顯示器堆疊 201:第一較高阻抗層 203:低阻抗層 203a:低阻抗層 203b:低阻抗層 205:第二較高阻抗層 301:黏合層 303a:材料2 303b:材料2 305a:材料1 305b:材料1 401:層 402:層 502a:層 502b:層 502c:層 601:較低阻抗層 603:較高阻抗層 605:低阻抗層 901:黏合層 903:玻璃層 904a:光學透明黏合劑（OCA）層 904b:OCA層 912:偏振器層 913a:偏振器壓敏黏合劑 913b:壓敏黏合劑 914:OLED面板 915:保護膜 1000:方法 1005:步驟 1010:步驟 1015:步驟 1106:感測器像素陣列 1110:電極層 1112:鈍化層 1113:超聲波 1114:反射 1115:交界面 1234:像素 1235:像素陣列 1236:像素電路 1237:像素輸入電極

在圖式和以下實施例中闡述了本說明書中描述的標的的一種或多種實施方式的細節。根據說明書、圖式和申請專利範圍，其他特徵、方面和優點將變得顯而易見。應注意的是，以下圖式的相對尺寸可能未按比例繪製。各個圖式中相同的圖式標記和名稱指示相同的元件。

圖1是示出根據一些公開的實施方式的裝置的示例組件的方塊圖。

圖2是示出根據一些公開的實施方式的裝置的示例組件的另一方塊圖。

圖3A示出根據一些公開的實施方式的裝置的示例橫截面。

圖3B示出根據一些公開的實施方式的裝置的另一示例橫截面。

圖3C示出根據一些公開的實施方式的圖3B的較高阻抗層之一的示例橫截面。

圖4A示出根據一些公開的實施方式的裝置的另一示例橫截面。

圖4B示出根據一些公開的實施方式的裝置的另一示例橫截面。

圖5示出根據一些公開的實施方式的裝置的另一示例橫截面。

圖6是示出根據一些公開的實施方式的裝置的示例組件的另一方塊圖。

圖7A示出根據一些公開的實施方式的裝置的示例橫截面。

圖7B示出根據一些公開的實施方式的裝置的另一示例橫截面。

圖8是示出根據一些公開的實施方式的裝置的示例組件的另一方塊圖。

圖9示出根據一些實施方式的顯示器堆疊和超聲感測器堆疊的示例。

圖10是提供根據一些公開的方法的操作的示例的流程圖。

圖11示出根據一些公開的實施方式的裝置的示例組件。

圖12代表性地描繪用於超聲感測器系統的感測器像素的4×4像素陣列的方面。

100:裝置

101:超聲收發器層

102:薄膜電晶體(TFT)層

103:聲學諧振器

105:超聲感測器堆疊

106:控制系統

107:介面系統

109:顯示器堆疊

Claims (24)

1. 一種裝置，包括： 超聲感測器堆疊；以及 聲學諧振器，包括： 一個或多個較高阻抗層，所述一個或多個較高阻抗層具有與所述聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度； 一個或多個第一低阻抗層，所述一個或多個第一低阻抗層位於一個或多個較高阻抗層的第一側與所述超聲感測器堆疊之間，所述一個或多個第一低阻抗層中的每個層具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗，所述一個或多個第一低阻抗層中的每個層具有與所述聲學諧振器的所述峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度；以及 一個或多個第二低阻抗層，所述一個或多個第二低阻抗層位於一個或多個較高阻抗層的第二側附近，所述一個或多個第二低阻抗層中的每個層具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗，所述一個或多個第二低阻抗層中的每個層具有與所述聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。
2. 根據請求項1所述的裝置，其中所述一個或多個較高阻抗層中的一者或多者包括玻璃。
3. 根據請求項1所述的裝置，其中所述一個或多個較高阻抗層中的一者或多者包括金屬。
4. 根據請求項1所述的裝置，其中所述一個或多個第一低阻抗層或所述一個或多個第二低阻抗層中的至少一者包括多個層，並且其中所述多個層至少包括第一層和第二層，所述第一層具有比所述第二層的第二聲學阻抗更高的第一聲學阻抗。
5. 根據請求項1所述的裝置，還包括顯示器堆疊。
6. 根據請求項5所述的裝置，其中所述一個或多個第二低阻抗層位於所述顯示器堆疊與所述一個或多個較高阻抗層之間。
7. 根據請求項1所述的裝置，其中所述裝置是包括所述超聲感測器堆疊和所述聲學諧振器的行動設備。
8. 一種裝置，包括： 超聲感測器構件；以及 聲學諧振器，包括： 一個或多個較高阻抗層，所述一個或多個較高阻抗層具有與所述聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度； 一個或多個第一低阻抗層，所述一個或多個第一低阻抗層位於一個或多個較高阻抗層的第一側與所述超聲感測器構件之間，所述一個或多個第一低阻抗層中的每個層具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗，所述一個或多個第一低阻抗層中的每個層具有與所述聲學諧振器的所述峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度；以及 一個或多個第二低阻抗層，所述一個或多個第二低阻抗層位於一個或多個較高阻抗層的第二側附近，所述一個或多個第二低阻抗層中的每個層具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗，所述一個或多個第二低阻抗層中的每個層具有與所述聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。
9. 根據請求項8所述的裝置，其中所述一個或多個較高阻抗層中的一者或多者包括玻璃。
10. 根據請求項8所述的裝置，其中所述一個或多個較高阻抗層中的一者或多者包括金屬。
11. 根據請求項8所述的裝置，其中所述一個或多個第一低阻抗層或所述一個或多個第二低阻抗層中的至少一者包括多個層，並且其中所述多個層至少包括第一層和第二層，所述第一層具有比所述第二層的第二聲學阻抗更高的第一聲學阻抗。
12. 根據請求項8所述的裝置，還包括顯示器堆疊。
13. 根據請求項12所述的裝置，其中所述一個或多個第二低阻抗層位於所述顯示器堆疊與所述一個或多個較高阻抗層之間。
14. 根據請求項8所述的裝置，其中所述裝置是包括所述超聲感測器構件和所述聲學諧振器的行動設備。
15. 一種方法，包括： 經由控制系統控制超聲感測器堆疊以透過聲學諧振器將超聲波發射到包括所述超聲感測器堆疊和所述聲學諧振器的裝置的外表面上的目標物件； 由所述控制系統從所述超聲感測器堆疊接收與所發射的超聲波從所述目標物件的反射相對應的超聲感測器信號；以及 至少部分地基於所述超聲感測器信號執行認證程序，其中所述聲學諧振器包括： 一個或多個較高阻抗層，所述一個或多個較高阻抗層具有與所述聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度； 一個或多個第一低阻抗層，所述一個或多個第一低阻抗層位於一個或多個較高阻抗層的第一側與超聲感測器構件之間，所述一個或多個第一低阻抗層中的每個層具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗，所述一個或多個第一低阻抗層中的每個層具有與所述聲學諧振器的所述峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度；以及 一個或多個第二低阻抗層，所述一個或多個第二低阻抗層位於一個或多個較高阻抗層的第二側附近，所述一個或多個第二低阻抗層中的每個層具有比一個或多個較高阻抗層的聲學阻抗更低的聲學阻抗，所述一個或多個第二低阻抗層中的每個層具有與所述聲學諧振器的峰值頻率處的四分之一波長的倍數相對應的厚度。
16. 根據請求項15所述的方法，其中所述一個或多個較高阻抗層中的一者或多者包括玻璃。
17. 根據請求項15所述的方法，其中所述一個或多個較高阻抗層中的一者或多者包括金屬。
18. 根據請求項15所述的方法，其中所述一個或多個第一低阻抗層或所述一個或多個第二低阻抗層中的至少一者包括多個層，並且其中所述多個層至少包括第一層和第二層，所述第一層具有比所述第二層的第二聲學阻抗更高的第一聲學阻抗。
19. 根據請求項15所述的方法，其中所述裝置還包括顯示器堆疊，並且其中所述一個或多個第二低阻抗層位於所述顯示器堆疊與所述一個或多個較高阻抗層之間。
20. 根據請求項15所述的方法，其中所述裝置是包括超聲感測器構件和所述聲學諧振器的行動設備。
21. 一種裝置，包括： 超聲感測器堆疊； 聲學諧振器，所述聲學諧振器包括一個或多個較高阻抗層，所述一個或多個較高阻抗層具有與所述聲學諧振器的峰值頻率處的半波長的倍數相對應的厚度；以及 顯示器堆疊，所述顯示器堆疊位於所述超聲感測器堆疊與所述聲學諧振器之間。
22. 根據請求項21所述的裝置，其中一個或多個較高阻抗層中的一者或多者包括玻璃。
23. 根據請求項21所述的裝置，其中所述裝置是包括所述超聲感測器堆疊、所述顯示器堆疊和所述聲學諧振器的行動設備。
24. 根據請求項21所述的裝置，其中所述顯示器堆疊包括有機發光二極體顯示器堆疊。

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