414和415发出并入射在poi 402的角部上。然而，这些切变波416和418因为它们被弯曲而没有恒定相位。因为这些波缺乏恒定相位，因为它们必须传播更远的距离以到达poi 402，而事实上它们的能量的一部分沿着小柱404和406的侧面耗散，它们对poi 402的Q的作用被降低。
[0064]图4C是图4B的有无源的环绕的小柱的矩阵的例图。就是说，图4C是切变波的直接传输的例图，该切变波与来自邻接的单元的无源反射重叠。
[0065]如果周围基体材料的声阻抗变得更低，则通过能量从该poi泄漏进入该材料的阻尼被降低。如果声阻抗可以如空气的声阻抗一样低，则泄漏能够被完全忽略，而这应当是获得机械振荡的高谐振器q的理想状况。可是小柱不能被保持在恰当位置。因此，为操作提供足够的稳定性和在为传感器应用处理1-3压电基底期间，要求小柱和基体材料之间的附着力最小。呈现基本上较低声阻抗的基体材料的适当候选材料，可以是多孔聚合物。
[0066]就是说，例如在流体聚合物状态期间，nm尺寸的气泡淹没在聚合物中。在聚合物气泡混合物被倾注在该1-3复合物的小柱矩阵周围之后，聚合物气泡混合物将硬化成非常低密度的空隙材料。
[0067]如上面所指出的，压电谐振器代表一类机械谐振器。所有机械谐振器不管类型如何，都由施加某些类型的负载或力驱动或激励。有许多不同的方式能够施加这种力。
[0068]作为背景，谐振器由品质因子Qm，或它的谐振的品质限定。如果谐振是优良的(即非常低的阻尼)，该谐振器能够被描述为非常高Q的谐振器。如果谐振器不是很好，它可以是低Q的谐振器。例如，典型的振荡器(如四线组振荡器(quad oscillator))有粗略为200，000到一百万的Q。本发明实施例中使用的谐振器的Q仅约30到40等等。声阻抗感测的基本概念是当谐振器被触摸时，声阻抗向振荡器提供摩擦。然而，因为该摩擦，谐振器被阻尼。当谐振器被阻尼时，它损耗能量。该能量损耗被表示为Q的变化。Q的变化接着被用于检测阻抗中的变化。例如，当声负载从谷切换到脊时，谐振小柱的机械Q从较高值切换到较低值。
[0069]图5是按照本发明的实施例构造的声阻抗感测系统500的例图。在本发明中，声阻抗物体501 (如手指)的感测是根据三个根本的变量:激励力502、谐振器扫描原理504和被测量的性质506，它们决定阻尼度、阻尼观察机构和阻尼的方式。
[0070]在图5中，机械谐振器/振荡器508能够按照机械的或电的扫描原理504，或两者的组合操作。初始振荡推动的施加能够经由激励力502之一发生。这些初始激励力502包含，举出少数例子，压电的、电的、机械的、光的、热的、基于射频(RF)的和磁的。机械谐振器508能够被许多不同的力驱动。一旦谐振器508开始振荡，它的振动能够根据许多的不同性质506被测量。
[0071]测量性质506能够包含，举例说，电压、电流、阻抗、位移、应力、应变、光反射、以及许多别的。
[0072]被提供的匹配层510用于降低能量从声阻抗物体501被传输进入机械谐振器508的反射。没有匹配层510，反射能够高达90%。匹配层510能够有任何合适的与预定声阻抗值匹配的厚度。
[0073]图6是实践本发明的实施例的示例性方法600。在方法600中，在步骤602，指纹被采集并储存在计算机存储器中。在步骤604，用声感测原理分析存储的指纹。
[0074]结论
[0075]虽然本发明的各种实施例已经在上面描述，但应当理解，它们只作为例子给出，并不是限制。有关领域的熟练技术人员应当理解，在不偏离如在所附权利要求书中定义的本发明的精神和范围下，可以对其中的形式和细节做出各种改变。因此，本发明的广度和范围应当不受任一上述示例性实施例的限制，而只能按照下面的权利要求书及其等价叙述而被限定。
【主权项】
1.一种用于在感测装置中采集指纹的图像的方法，包括: 把手指的指纹细胞组织放置为与传感器阵列声学接触，所述传感器矩阵包括压电小柱的排列； 经由逆压电效应在所述压电小柱内产生振荡和声波； 通过测量每个所述压电小柱的振荡的阻尼，测量每个所述压电小柱的声阻抗负载； 基于多个所述压电小柱中每一个压电小柱的声阻抗负载，区分所述指纹细胞组织的至少一个脊和至少一个谷， 其中所述矩阵内的第一小柱被构造为与所述矩阵内的第二组小柱同时接收振荡，所述第二组小柱包括邻近于所述第一小柱的至少一个小柱并且包括不邻近于所述第一小柱的至少一个小柱，其中所述第二组小柱中没有小柱具有面对且邻近所述第一小柱的表面的表面，以及 其中邻近并且面对所述第一小柱的表面的小柱被构造为不与所述第一小柱和所述第二组小柱同时接收振荡。
2.根据权利要求1所述的方法，其中接收振荡的每个小柱是所述压电小柱的矩阵中与至少一个无源的小柱相邻地布置的有源的小柱。
3.根据权利要求1所述的方法，其中接收振荡的每个小柱是与至少两个无源的压电小柱非对角地相邻的有源的小柱。
4.根据权利要求1所述的方法，其中每个所述压电小柱具有正方形断面。
5.根据权利要求1所述的方法，其中相邻压电小柱之间的距离大约等于切变波的波长的四分之一。
6.一种指纹感测装置，包括: 用于采集指纹的图像的一个或多个装置，每个装置包括压电小柱的矩阵， 其中所述小柱被构造为经由激励力接收振荡，所述振荡受到响应于施加到所述小柱的声阻抗负载的阻尼的影响， 其中所述矩阵内的第一小柱被构造为与所述矩阵内的第二组小柱同时接收振荡，所述第二组小柱包括邻近于所述第一小柱的至少一个小柱以及不邻近于所述第一小柱的至少一个小柱，所述第二组小柱中没有小柱具有面对且邻近所述第一小柱的表面的表面，以及 其中邻近且面对所述第一小柱的表面的小柱被构造为不与所述第一小柱和所述第二组小柱同时接收振荡。
7.根据权利要求6所述的装置，其中接收振荡的每个小柱是所述压电小柱的矩阵中与至少一个无源的小柱相邻地布置的有源的小柱。
8.根据权利要求6所述的装置，其中接收振荡的每个小柱是与至少两个无源的压电小柱非对角地相邻的有源的小柱。
9.根据权利要求6所述的装置，其中每个所述压电小柱具有正方形断面。
10.根据权利要求6所述的装置，其中相邻的压电小柱之间的距离大约等于切变波的波长的四分之一。
11.根据权利要求6所述的装置，其中接收振荡的小柱是位于包括所述矩阵内的有源的小柱的棋盘图案的排列中的有源的小柱。
12.根据权利要求6所述的装置，其中所述第二组小柱中的每一个小柱沿着与所述第一小柱成对角的方向布置。
13.根据权利要求6所述的装置，其中所述第二组小柱中的每一个小柱沿着与接收振荡的至少一个其它小柱成对角的方向布置。
【专利摘要】提供一种用于分析指纹的方法，该方法包含把采集的指纹存储在存储器中；和用声学感测原理分析该存储的指纹。
【IPC分类】G06K9-00
【公开号】CN104537335
【申请号】CN201410779213
【发明人】R·M·施米特
【申请人】索纳维森股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2009年5月8日
【公告号】CN102171706A, EP2289019A2, US8805031, US20090279747, WO2009137107A2, WO2009137107A3...