具有隐约指纹检测的指纹传感器的制作方法

具有隐约指纹检测的指纹传感器
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年4月29日提交的印度临时申请no.202021018331的优先权的权益，其通过援引全部纳入于此。
技术领域
3.本发明一般涉及指纹传感器和用于使用此类系统的方法。
4.相关技术描述
5.包括超声的指纹传感器和其他类型的指纹传感器已被包括在诸如智能手机、取款机和汽车之类的设备中以用于认证用户。虽然一些现有的指纹传感器可以提供令人满意的性能，但是改进的指纹传感器将是期望的。具体而言，现有的指纹传感器由于隐约指纹(即，经授权用户的因油和其他材料的沉积物而留在表面上的指纹)而易受假肯定认证的影响。作为示例，即使在没有实际手指存在时，现有的指纹传感器也可能被欺骗而接受隐约指纹作为有效指纹。
6.概述
7.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。
8.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。该装置可包括指纹传感器和控制系统。在一些示例中，该控制系统被配置成：从指纹传感器接收第一信号，第一信号包括对应于残留材料的信号；从指纹传感器接收第二信号，第二信号包括对应于至少目标对象的信号；以及至少部分地基于第一信号和第二信号来执行认证过程。
9.根据一些示例，指纹传感器包括超声指纹传感器，第一信号包括第一超声接收机信号，第一超声接收机信号包括与来自该表面上的残留材料的第一超声波的反射相对应的信号，并且第二信号包括第二超声接收机信号，第二超声接收机信号包括对应于至少目标对象的信号。
10.根据一些示例，残留材料在表面上，该表面是指纹传感器表面或邻近指纹传感器所驻留的区域的设备表面，并且目标对象与该表面接触或毗邻该表面。
11.根据一些示例，至少部分地基于第一信号和第二信号来执行认证过程涉及确定第一信号形成具有高于一个或多个阈值的图像质量(iq)度量的指纹图像。
12.根据一些示例，该装置进一步包括显示器，并且该控制系统在确定第一信号形成具有高于该一个或多个阈值的iq度量的指纹图像之后，进一步能够控制显示器以提供用于清洁指纹传感器的一部分的提示。
13.根据一些示例，至少部分地基于第一信号和第二信号来执行认证过程涉及通过确定第一信号形成指纹图像来确定残留材料形成隐约指纹。
14.根据一些示例，至少部分地基于第一信号和第二信号来执行认证过程涉及将基于第一信号的第一指纹图像与基于第二信号的第二指纹图像进行比较，确定第一和第二指纹图像满足相关性测试，以及基于确定第一和第二指纹图像满足该相关性测试，拒绝对目标
对象的认证。
15.根据一些示例，至少部分地基于第一信号和第二信号来执行认证过程涉及：将基于第一信号的第一指纹图像与基于第二信号的第二指纹图像进行比较，确定第一和第二指纹图像未通过需要第一相关性水平的第一相关性测试，从该装置中的存储设备检索第三指纹图像，第三指纹图像表示经先前认证的指纹，确定第二和第三指纹图像满足需要第二相关性水平的第二相关性测试，第二相关性水平小于第一相关性水平，以及基于确定第二和第三指纹图像满足第二相关性测试，认证目标对象。
16.根据一些示例，第一相关性测试将第一和第二指纹图像之间的相对旋转限制为小于10度的旋转。
17.根据一些示例，第一相关性测试将第一和第二指纹图像之间的相对旋转限制为小于10度的旋转，并且第二相关性测试允许第二和第三指纹图像之间的相对旋转大于30度的旋转。
18.根据一些示例，第一相关性测试将第一和第二指纹图像之间的相对平移限制为小于阈值量，并且第二相关性测试允许第二和第三指纹之间的相对平移大于该阈值量。
19.根据一些示例，该控制系统被进一步配置成用于从指纹传感器接收第三信号，第三信号包括对应于至少该目标对象或至少附加目标对象的信号，其中控制系统被配置成在接收第一信号之前和在接收第二信号之前接收第三信号；从该装置中的存储设备检索经认证的指纹图像；以及基于经认证的指纹图像与第三信号的比较来认证该目标对象或该附加目标对象。
20.根据一些示例，控制系统被进一步配置成用于控制指纹传感器，以使得接收第一信号在时间上在基于经认证的指纹图像与第三信号的比较来认证目标对象或附加目标对象之后发生并且至少部分地由其触发。
21.本公开中所描述的主题内容的其他创新性方面可被实现在一种方法中。该方法可涉及从指纹传感器接收第一信号，第一信号包括对应于沉积在表面上的残留材料的信号，该表面是指纹传感器表面或邻近指纹传感器所驻留的区域的设备表面，并且该方法可涉及控制显示器或扬声器中的至少一者以基于第一信号来提供用于清洁该表面的提示。
22.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。该装置可包括指纹传感器和控制系统。控制系统可被配置成用于从指纹传感器接收第一信号；从指纹传感器接收第二信号；将基于第一信号的第一指纹图像与基于第二信号的第二指纹图像进行比较；确定第一和第二指纹图像满足相关性测试；以及基于确定第一和第二指纹图像满足该相关性测试，拒绝基于第二信号的认证。
23.根据一些示例，第一指纹图像是残留物的图像，该残留物至少部分地由该装置先前认证的对象所形成。
24.本文描述的操作、功能和/或方法中的一些或全部可由一个或多个设备根据存储在一个或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所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。
25.附图简述
26.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。
27.图1a示出了由超声指纹传感器所获得的隐约和实时指纹图像的示例。
28.图1b是示出根据一些公开的实现的装置的示例组件的框图。
29.图2a、2b和2c是提供本文公开的一些方法的示例框的流程图。
30.图2d示出了能够执行本文所述的至少一些方法的装置的横截面图的示例。
31.图3a和3b示出了在检测到隐约指纹之后的图形用户界面的示例。
32.图4代表性地描绘了用于超声指纹传感器的传感器像素的4
×
4像素阵列的各方面。
33.图5a和5b示出了超声指纹传感器中的超声发射机和接收机的示例布置，其中其他布置也是可能的。
34.图5c示出了超声指纹传感器中的超声收发机阵列的示例。
35.详细描述
36.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，本文的教示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所公开的生物测定系统的任何设备、装置或系统中实现。另外，构想了所描述的实现可被包括各种电子设备中或与各种电子设备相关联，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、智能手机、智能卡、可穿戴设备(诸如手环、臂带、腕带、戒指、头带、贴片等)、蓝牙设备、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、平板电脑、打印机、复印机、扫描仪、传真设备、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、腕表、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、自动显示器(包括里程计和速度表显示器等)、驾驶舱控制和/或显示器、相机视像显示器(诸如交通工具中后视相机的显示器)、电子照片、电子广告牌或标志、投影仪、建筑结构、微波炉、冰箱、立体声系统、盒式录音机或播放机、dvd播放机、cd播放机、vcr、收音机、便携式存储芯片、洗衣机、烘干机、洗衣机/烘干机、自动取款机(atm)、停车计时器、封装(诸如在机电系统(ems)应用中，包括微机电系统(mems)应用、连同非ems应用)、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。本文中的教导还可被用于诸如但不限于电子开关设备、射频滤波器、传感器、加速计、陀螺仪、运动感测设备、磁力计、用于消费电子器件的惯性组件、消费电子产品的部件、汽车门、方向盘或其他汽车部件、变容管、液晶设备、电泳设备、驱动方案、制造过程和电子测试装备等应用中。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。
37.指纹传感器表面上的隐约指纹(即，由手指图案化的残留物)是常见的。在某些情况中，隐约指纹可具有足够的脊谷清晰度和足够的对比度，当被指纹传感器扫描时，该隐约指纹被错误地接受为来自经授权的手指。换言之，当隐约指纹被经授权的用户留下并且指纹传感器稍后被触发时，该指纹传感器可能易受假肯定匹配的影响。(如本文所使用的，术语“手指”可指任何手指，包括拇指。相应地，如本文所使用的术语“指纹”可指来自任何手指
(包括拇指)的指纹。)
38.在一些实现中，一种装置可包括指纹传感器和控制系统。根据一些示例，该装置可被配置成用于获得隐约指纹(例如，指纹传感器表面上的用用户的指纹图案化的残留物图像)。控制系统可被配置成将一个或多个随后捕获的指纹与隐约指纹进行比较。控制系统可被配置成通过与隐约指纹的比较以及与一个或多个先前认证的指纹(或其他指纹数据)的比较来认证该一个或多个随后捕获的指纹。控制系统可被配置成当随后捕获的指纹与隐约指纹紧密匹配(例如，在某些相对严格的准则内，其在本文中更详细地描述)时拒绝对随后捕获的指纹的认证。控制系统可被进一步配置成基于随后捕获的指纹与一个或多个先前认证的指纹的较宽松的匹配(例如，在某些相对宽松的准则内，其在本文中更详细地描述)来认证该随后捕获的指纹。以此方式，指纹传感器可以检测隐约指纹并且减少或防止基于隐约指纹的假肯定认证的可能性。
39.可实现本公开所描述的主题内容的特定实现以达成以下潜在优点中的一者或多者。根据一些示例，标识指纹传感器上的隐约指纹的存在可以使得该指纹传感器能够拒绝依赖于隐约指纹的认证尝试。例如，指纹传感器可以能够通过将先前捕获的隐约指纹与当前指纹进行比较来区分隐约指纹和实时指纹。当先前捕获的隐约指纹与当前指纹紧密匹配时，指纹传感器可以确定当前指纹是潜在的欺骗尝试，而不是实时指纹。指纹传感器可以随后拒绝认证当前指纹，即使当前指纹以其他方式匹配先前经授权的指纹。
40.图1a示出了由超声指纹传感器所获得的隐约指纹图像和实时指纹图像的示例。图像1是隐约指纹(即，印有手指图案的残留物)的图像，而图像3是由超声指纹传感器所捕获的实时指纹(即，手指)的图像。图像1也可被称为空气图像，因为图像1是在超声指纹传感器的表面上或附近没有对象(诸如手指)的情况下捕获的。相比之下，图像3是在超声指纹传感器的表面上或附近有手指的情况下捕获的。作为示例，指纹传感器的表面可包括图2d的压板225和/或图5a、5b和5c的压板40。
41.在这些示例中，图像1和图像3对应于同一手指的同一部分。图像3是在手指正接触指纹传感器表面时获得的，而图像1是在手指从指纹传感器的表面移除后获得的。如从图1a可以看出，图像1与图像3紧密匹配。作为结果，存在超声波指纹传感器可能错误地认证图像1，并且由此错误地解锁设备或以其他方式认证用户的风险，尽管事实上用户在捕获图像1时并未提供用于扫描的实时手指。
42.图1b是示出根据一些公开的实现的装置的示例组件的框图。在该示例中，装置101包括指纹传感器102和控制系统106。装置101的一些实现可包括接口系统104。
43.指纹传感器102可以是任何期望类型的指纹传感器，其包括但不限于超声指纹传感器、光学指纹传感器、电容指纹传感器、cmos指纹传感器和热指纹传感器。在一些示例中，指纹传感器102由传感器类型(例如，超声、光学、电容、cmos和热指纹感测技术中的两种或更多种)的组合来形成。应当理解，本公开中涉及超声指纹传感器或任何其他特定类型的指纹传感器的部分不限于超声指纹传感器技术或所引用的任何特定技术。本公开广泛地适用于指纹传感器并且不特定于超声指纹传感器或任何其他特定类型的指纹传感器。
44.在一些示例中，如指纹传感器102内的虚线所建议的，指纹传感器102可被实现为包括超声接收机103和单独的超声发射机105的超声指纹传感器。在一些此类示例中，超声发射机105可以包括超声平面波生成器，诸如下文描述的那些。
45.然而，本文公开了指纹传感器102的各种示例，其中一些可以包括单独的超声发射机105，而其中一些可以不包括。尽管如图1b中示出为单独的元件，但在一些实现中，超声接收机103和超声发射机105可被组合在超声收发机系统中。例如，在一些实现中，指纹传感器102可以是超声传感器，并且可以包括压电接收机层，诸如聚偏氟乙烯pvdf聚合物层或聚偏氟乙烯-三氟乙烯(pvdf-trfe)共聚物层。在一些实现中，单独的压电层可用作超声发射机。在一些实现中，单个压电层可用作发射机和接收机两者。在包括压电层的一些实现中，可在压电层中使用其他压电材料，诸如氮化铝(aln)或锆钛酸铅(pzt)。在一些示例中，指纹传感器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。在一些此类示例中，单层pmut阵列中的pmut元件或单层cmut阵列中的cmut元件可被用作超声发射机连同超声接收机。
46.在超声传感器系统中，超声发射机可被用于通过超声传输介质或媒介而朝待检测的对象发送超声波。发射机可以与超声传感器可操作地耦合，该超声传感器被配置成检测从该对象所反射的超声波的各部分。例如，在超声指纹成像仪中，可以通过在非常短的时间区间期间启动和停止发射机来产生超声脉冲。在超声脉冲遇到的每个材料界面处，一部分超声脉冲被反射。
47.例如，在超声指纹成像仪的上下文中，超声波可行进通过其上可放置人的手指的压板以获得指纹图像。在穿过压板后，超声波的一些部分遇到与压板接触的皮肤(例如，指纹脊线)，而超声波的其他部分遇到空气(例如，指纹的毗连脊线之间的谷线)，并且可按不同强度反射回超声传感器。与手指相关联的反射信号可被处理并且被转换成代表反射信号的信号强度的数字值。当在分布式区域之上收集到多个此类反射信号时，此类信号的数字值可被用于产生分布式区域之上的信号强度的图形显示，例如通过将数字值转换成图像，由此产生指纹的图像。因此，超声传感器系统可被用作指纹成像仪或其他类型的生物测定扫描仪。在一些实现中，所检测到的信号强度可被映射到代表脊线结构细节的深度的手指轮廓图中。
48.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、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其组合。根据一些示例，控制系统106可以包括用于控制超声指纹传感器102的专用组件。控制系统106还可以包括一个或多个存储器设备(和/或被配置用于与一个或多个存储器设备通信)，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。相应地，装置101可以具有包括一个或多个存储设备的存储器系统，尽管该存储器系统未在图1b中示出。控制系统106可被配置成用于从超声指纹传感器102(例如，从超声接收机103)接收和处理数据。如果装置101包括单独的超声发射机105，则控制系统106可被配置成用于控制超声发射机105，例如，如本文在其他地方所公开的。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被划分，诸如在专用传感器控制器和移动设备的应用处理器之间。一些示例在下文中描述。
49.装置101的一些实现可包括接口系统104。在一些示例中，接口系统104可以包括无线接口系统。在一些实现中，接口系统104可以包括用户接口系统、一个或多个网络接口、控制系统106和存储器系统之间的一个或多个接口、和/或控制系统106和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。作为示例，用户接口可以包括显
示器、扬声器、音频端口、视频端口、触摸板、触摸屏和按钮。
50.接口系统104可被配置成提供装置101的各组件之间的通信(其可包括有线或无线通信，诸如电通信、无线电通信等)。在一些此类示例中，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102之间的通信。根据一些此类示例，接口系统104可以例如经由导电材料(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102。如果装置101包括与超声接收机103分开的超声发射机105，则接口系统104可被配置成提供控制系统106的至少一部分和超声发射机105之间的通信。根据一些示例，接口系统104可被配置成提供装置101与其他设备和/或人类之间的通信。在一些此类示例中，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可以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)接口或串行外围接口(spi))。在一些实现中，装置101可以包括存储器系统。在一些示例中，接口系统104可以包括控制系统106和存储器系统之间的至少一个接口。
51.装置101可以在各种不同的上下文中使用，其中的一些示例在本文中公开。例如，在一些实现中，移动设备可以包括装置101的至少一部分。在一些实现中，可穿戴设备可包括装置101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可以驻留在一个以上设备中。例如，控制系统106的一部分可以驻留在可穿戴设备中，而控制系统106的另一部分可以驻留在另一设备(诸如移动设备(例如，智能手机))中。在一些此类示例中，接口系统104还可以驻留在一个以上设备中。
52.图2a、2b和2c是提供本文公开的一些方法的示例框的流程图。例如，图2a、2b和2c的框可以由图1b的装置101或类似装置来执行。与本文公开的其他方法一样，图2a中概述的方法200、图2b中概述的方法230和图2c中概述的方法240可以包括比所指示的框更多或更少的框。此外，本文所公开的方法的框不一定按所指示的次序来执行。在一些示例中，本文公开的一些方法框可以并发地来执行。
53.根据图2a的示例，方法200是一种控制包括指纹传感器的装置的方法。根据该实现，框203涉及控制(例如，经由装置的控制系统，诸如图1b中所示的装置101的控制系统106)指纹传感器以获得接触或接近表面的目标对象的第一指纹图像。该表面可以是指纹传感器表面或邻近指纹传感器所驻留的区域的设备表面。
54.在一些示例中，诸如当指纹传感器用超声指纹传感器来实现时，框203可涉及朝目标对象传送第一超声波。附加地，框203可涉及控制该超声指纹传感器以传送1mhz到30mhz范围中的超声波。例如，可以控制超声指纹传感器的超声发射机以用于传送第一超声波。此外，框203可以涉及从超声指纹传感器接收第一超声接收机信号。第一超声接收机信号包括与来自目标对象的第一超声波的反射相对应的信号。
55.根据一些示例，该装置可包括触摸传感器系统。在一些此类示例中，方法200的先前过程可能已涉及由控制系统基于从触摸传感器系统所接收到的一个或多个信号来确定目标对象位置。在一些此类示例中，框203可涉及根据手指位置来控制指纹传感器。然而，在一些替换示例中，控制系统可被配置成用于基于从指纹传感器所接收到的一个或多个信号来确定手指位置。
56.在该实现中，框205涉及至少部分地基于在框203中所获得的指纹图像来执行认证过程。在一些实例中，框203可涉及获得指纹图像数据，而框205可涉及认证该指纹图像数
据。如本文所使用的，术语“指纹图像数据”一般可指从超声接收机所获得的数据、或基于从超声接收机所获得的信号的数据、或从利用另一技术的指纹传感器所获得的数据。在一些实例中，指纹图像数据可至少部分地对应于诸如可包括指纹的手指之类的目标对象。指纹图像数据可以按或者可以不按人类可识别为图像的形式来呈现。例如，指纹图像数据可以是或可以包括其中布置和/或存储数值的数据结构。在一些示例中，数值可对应于从超声指纹传感器、光学传感器系统、电容传感器系统等接收到的信号。在一些示例中，指纹图像数据可对应于在时间窗口期间从传感器系统所接收到的信号。在一些实例中，指纹图像数据可对应于从特定区域(诸如指纹接触区域)所接收到的信号。
57.在一些示例中，框205可涉及从超声接收机信号或指纹传感器提取特征。认证过程可以至少部分地基于这些特征。根据一些示例，这些特征可以是指纹特征，诸如指纹细节点的位置、方向和/或类型。在一些此类示例中，指纹图像数据可以包括对在来自传感器系统(诸如超声指纹传感器)的至少一部分信号中所检测到的一个或多个指纹特征的指示。这些指纹特征可以包括一个或多个指纹脊线特征和一个或多个指纹谷线特征。例如，这些指纹特征可以由控制系统(诸如图1b的控制系统106)来检测。
58.在超声系统中，指示指纹脊线特征的信号一般可从超声指纹传感器的传感器像素获得，这些传感器像素响应于已从压板/指纹脊线接口反射的超声波。指示指纹谷线特征的信号一般可从传感器像素获得，这些传感器像素响应于已从压板/指纹谷线接口反射的超声波。来自压板/指纹谷线接口的反射一般是来自压板/空中接口的反射，而对应于指纹脊线与压板接触的区域，来自压板/指纹脊线接口的反射一般是来自压板/皮肤接口的反射。因为压板/指纹谷线接口一般比压板/指纹脊线接口具有高得多的声阻抗对比度，所以压板/指纹谷线接口一般将产生相对较高幅度的反射。
59.在一些示例中，框207可涉及控制指纹传感器以获得由指纹传感器的表面(或邻近指纹传感器驻留区域的设备表面)上的残留材料所形成的第二指纹图像(例如，隐约指纹图像)。框207的执行可以由框203的执行、框205的执行或一些其他准则来触发。作为第一示例，框205中第一指纹图像的成功认证向该装置通知指纹传感器上的残留物可形成能够用于虚假认证攻击的隐约指纹的可能性。因此，框207的执行可以基于框205中的成功认证(例如，基于确定框203中所获得的指纹属于经授权的人)来发起。作为第二示例，每当指纹传感器获得指纹，即使该指纹不对经授权的人进行认证，也可以执行或触发框207。在这两个示例中，可以在手指从指纹传感器移除之后(例如，在框203和/或框205之后的一时间延迟之后，在另一传感器(诸如触摸传感器)指示手指已被移除之后、等等)执行框207。
60.作为另一示例，框207可以在给装置解锁和/或上电之际、和/或基于其他因素(例如，即使没有对实时指纹的事先捕获和/或认证)按经调度的方式随机执行。基于此类因素来检查隐约指纹以作为示例检测在装置断电、处于睡眠模式或以其他方式不活跃时沉积的隐约指纹可能是有益的。在一些示例中，框203和/或框205可被完全略去和/或框207可在给装置解锁和/或上电之际、和/或基于其他因素以经调度的方式随机地执行。
61.根据一些实现，框209涉及确定第二(隐约)指纹图像是否具有高于一个或多个阈值的图像质量(iq)度量。在一些示例中，图像质量度量可以至少部分地基于对比度阈值。根据一些示例，图像质量度量可以至少部分地基于信噪比阈值。在一些实现中，图像质量度量可以至少部分地基于与信号幅度的标准偏差相关的平均值和/或阈值。在一些示例中，图像
质量度量可以至少部分地基于与信号的偏度和/或峰度相关的阈值。在一些实现中，图像质量度量可以基于与所有前述参数相关的阈值。作为示例，框209可以用于标识指纹传感器的表面上何时存在足够的残留物(例如，残留油、湿气、污垢等)以及残留物何时被充分地图案化为指纹图案，以使得残留物形成能够用于虚假认证攻击的隐约指纹。
62.在一些示例中，框209还可涉及对第二(隐约)指纹图像的处理。此类处理可以发生在确定第二(隐约)指纹图像是否具有高于一个或多个阈值的图像质量(iq)度量之前、之后或作为其一部分。作为示例，此类处理可包括反转第二(隐约)指纹图像，以使得通常被指纹传感器解读为脊线的区域被替代地解读为谷线，而通常被解读为谷线的区域被替代地解读为脊线。
63.在一些情况下，由于与实时指纹相比的隐约指纹的特性，可期望框209中的第二(隐约)指纹图像的潜在反转。具体而言，隐约指纹有点像实时指纹的负面印象。如以上所讨论的，超声指纹传感器具有一般响应(1)从压板/指纹谷线接口(例如，压板/空气接口)反射的或者(2)从压板/指纹脊线接口(例如，压板/皮肤接口)反射的超声波的传感器像素。由于沉积隐约指纹的过程，对隐约指纹的扫描通常与实时指纹相反。作为示例，当用户将油性手指压在图像传感器上并且留下隐约指纹时，油趋于沉积在谷线而不是脊线的位置中。因此，当超声波被传入隐约指纹时，来自与“指纹谷线”的接口的反射不再是压板/空气接口，而是压板/油接口。类似地，与“指纹脊线”的接口不再是压板/皮肤接口，而是压板/空气接口。由于压板/油接口的声阻抗一般低于压板/空气接口，因此与指纹谷线相关联的区域一般将产生较低幅度的反射(与实时指纹的情况相反)。因此，可能期望在框209中反转第二(隐约)指纹图像。
64.根据一些实现，出于稍后的认证过程的目的，框211涉及将第二指纹图像存储为隐约指纹图像。在一些示例中，框211可以附加地或替换地涉及提供关于对隐约指纹的检测(例如，对指纹传感器上的指纹图案化的残留物的检测)的用户反馈。作为示例，框211可以涉及显示消息、提供警报声或以其他方式向用户指示指纹传感器脏了、指纹传感器暂时不可用、隐约指纹沉积在传感器上、或一些其他相关指示。
65.根据该实现，框213涉及控制指纹传感器以获得第三指纹图像。作为示例，框213可由用户请求触发以扫描指纹。
66.根据该实现，框215涉及至少部分地基于第二和第三指纹图像以及基于经先前认证的指纹数据的认证过程。若需要，可以将框215的认证过程分解为第一和第二阶段，这两个阶段可以并发地、顺序地或者甚至以相反的次序来执行。在框215的认证过程的第一阶段，可以在相对严格的相关性测试下将第三指纹图像与第二(隐约)指纹图像进行比较。在认证过程的第二阶段，可以在相对宽松的相关性测试下将第三指纹图像与先前认证的指纹数据进行比较。当第三指纹图像在严格的相关性测试下与隐约指纹匹配时，第三指纹可作为潜在的欺骗尝试而被拒绝。然而，如果第三指纹在严格的相关性测试下与隐约指纹不匹配，但在宽松的相关性测试下与先前认证的指纹数据匹配，则第三指纹可被接受或认证为合法。
67.隐约指纹有效地固定在指纹传感器表面上，并且不随时间旋转、平移、膨胀、收缩或以其他方式发生显著变化。相反，提供实时指纹的用户可能将他们的手指以不同的取向、不同的位置和不同程度的力放在指纹传感器表面上。附加地，用户的手指可随时间膨胀或
收缩，从而导致其指纹的附加畸变。实时指纹的这些类型的变化一般被指纹传感器所接受，因为拒绝它们会惹恼用户，而不会显著提高安全性。本实现利用隐约指纹和实时指纹的可变性方面的这些差异来标识基于隐约指纹的潜在欺骗事件。
68.在一些实现中，框215的相对严格的相关性测试可以确定当前指纹样本是否仅是隐约指纹。作为示例，相对严格的相关性测试可以仅允许第二和第三指纹图像之间的有限的空间变化。例如，只有当第三指纹图像以小于30度的旋转、小于25度的旋转、小于20度的旋转、小于15度的旋转、小于10度的旋转、小于5度的旋转或小于1度的旋转与第二(隐约)指纹图像匹配时，才能满足相对严格的相关性测试。严格的相关性测试可以允许第三指纹图像和第二(隐约)指纹图像之间的至少一些旋转，例如，以计及指纹传感器的多次扫描之间的测量不准确性。相对严格的相关性测试也可要求比相对宽松的相关性测试的情况下所要求的更高的脊线和谷线的图案的相关性等级。当满足框215的相对严格的相关性测试时，该装置可确定第三指纹很可能是欺骗尝试并且可以拒绝第三指纹的认证。
69.该装置可以按各种方式来响应对框215中可能的欺骗尝试的检测。作为第一示例，该装置可拒绝认证尝试(参见例如图3a的gui 300a)。作为第二示例，该装置可以拒绝该认证尝试，并且还向用户提供某种指示(例如，指纹传感器区域看来很脏的指示和/或清洁指纹传感器并且再次尝试的指令，如图3a的gui 300b和图3b的gui 300c中所示)。作为第三示例，该装置可以拒绝该认证尝试并且还增加该装置的安全性等级或反欺骗对策等级(例如，激活指纹传感器的附加特征，诸如一个或多个用于温度、力、阻抗、心率和/或血流量的传感器，这些传感器可提供附加的活力反馈)。作为第四示例，该装置可以拒绝该认证尝试，并且还至少暂时地禁用该指纹传感器，而替代地请求用户提供pin、口令或其他独立的生物测定认证(参见例如图3b的gui 300d)。作为附加示例，该装置可以在检测到重复的隐约指纹欺骗尝试之际通知所有者、用户、操作者、制造商或与该装置相关联的其他人。在此类情况下，该通知可以经由设备的显示器或其他用户接口来提供，或者可以经由独立的通信信道来提供。
70.在一些实现中，该装置可以响应于对潜在的隐约指纹欺骗尝试的第一次检测而采取第一行动，并且可以响应于对潜在的隐约指纹欺骗尝试的附加检测而升级到附加的行动。例如，该装置可以仅拒绝第一组潜在的隐约指纹欺骗尝试，可以要求用户清洁传感器以用于后续的第二组潜在的隐约指纹欺骗尝试，并且可以进一步升级以用于后续的第三组潜在的隐约指纹欺骗尝试。
71.在一些实现中，框215的相对宽松的相关性测试可以确定当前指纹样本是否充分匹配经先前认证的指纹数据。框215的相对宽松的相关性测试可以类似于结合框205描述的认证过程的相关性测试。
72.作为示例，相对宽松的相关性测试可以允许第三指纹图像和经先前认证的指纹数据之间的显著空间变化。例如，如果第三指纹图像与经先前认证的指纹数据匹配，甚至允许有限的或无限的相对旋转(例如，允许超过30度的相对旋转)，则可以满足相对宽松的相关性测试。相对宽松的相关性测试也可要求比相对严格的相关性测试的情况下所要求的更低的脊线和谷线的图案的相关性水平。当不满足使用隐约指纹的框215的相对严格的相关性测试、但满足使用经先前认证的指纹数据的宽松的相关性测试时，该装置可以确定第三指纹不太可能是欺骗尝试，而是有效且真实的指纹。该装置可以随后准予对第三指纹的认证。
73.根据图2b的示例，方法230是一种控制包括指纹传感器的装置的方法。根据该实现，框232涉及控制(例如，经由装置的控制系统，诸如图1b中所示的装置101的控制系统106)指纹传感器以获得第一指纹图像。第一指纹图像可以是指纹传感器表面(或邻近指纹传感器所驻留的区域的设备表面)上的残留材料的图像。因此，第一指纹图像可以是隐约指纹的图像。
74.根据一些实现，框234涉及控制指纹传感器以获得第二指纹图像。第二指纹图像可以是与指纹传感器的表面(或邻近指纹传感器所驻留的区域的设备的表面)接触的目标对象(诸如手指)的图像。
75.根据一些实现，框236涉及至少部分地基于分别在框232和234中获得的第一和第二指纹图像的认证过程。作为示例，框236可涉及将第一指纹图像(例如，在框232中获得的残留物的图像)与第二指纹图像(例如，在框234中获得的声称的目标对象(诸如手指)的图像)进行比较。框236的认证过程可涉及确定第二指纹图像是否与第一指纹图像紧密匹配(例如，使用本文至少结合图2a描述的类型的相对严格的相关性测试)。当框236的认证过程确定第二指纹图像与第一指纹图像紧密匹配时，认证过程失败(作为潜在的欺骗尝试)。
76.根据一些实现，框236还可以涉及至少部分地基于第二指纹图像和基于经先前认证的指纹数据的认证过程。具体而言并且假设没有发现第二指纹图像与第一指纹图像紧密匹配，则框236可以涉及在(本文至少结合图2a所述的类型的)相对宽松的相关性测试下确定第二指纹图像是否与经先前认证的指纹数据匹配。当第二指纹在严格的相关性测试下与第一指纹不匹配、但在宽松的相关性测试下与经先前认证的指纹数据匹配时，第二指纹可被接受或认证为合法。
77.根据图2c的示例，方法240是一种控制包括指纹传感器的装置的方法。根据该实现，框242涉及控制(例如，经由装置的控制系统，诸如图1b中所示的装置101的控制系统106)指纹传感器以获得指纹图像。指纹图像可以是指纹传感器表面(或邻近指纹传感器所驻留的区域的设备表面)上的残留材料的图像。因此，指纹图像可以是隐约指纹的图像。
78.根据一些实现，框244涉及基于在框242中获得的指纹图像来提供通知、警报、消息等，其通知用户、操作者或其他人该指纹传感器的表面(或邻近指纹传感器所驻留的区域的设备表面)脏了和/或应该清洁了。作为示例，框244的通知可以基于确定在框242中获得的指纹图像具有高于一个或多个阈值的图像质量(iq)度量(例如，以类似于结合图2a的框209所公开的方式)。换言之，框244的通知可以基于确定隐约指纹留在相关表面上并且隐约指纹具有足够的质量以潜在地可用于欺骗尝试。
79.图2d示出了能够执行本文所述的至少一些方法的装置的横截面图的示例。例如，装置101可以能够执行本文参照图2a、2b和2c所描述的方法。在此，装置101是上文参照图1b所描述的装置101的示例。与本文示出和描述的其他实现一样，图2d中所解说的元件的类型、元件的布置和元件的尺寸仅作为示例来示出。
80.图2d示出了从目标对象反射的超声波的示例。在该示例中，目标对象是被所传送的超声波214声穿透的手指206。在该示例中，所传送的超声波214是可作为图2a的框203、207和213中获得指纹图像的一部分；作为图2b的框232和234中获得指纹图像的一部分；以及作为图2c的框242中获得指纹图像的一部分而传送的超声波的实例。在此，由超声接收机103的至少一部分所接收的反射超声波216是可以作为图2a的框203、207和213中获得指纹
图像的一部分；作为图2b的框232和234中获得指纹图像的一部分；以及作为图2c的框242中获得指纹图像的一部分而被接收的超声波的反射的实例。
81.在该示例中，超声波由与超声接收机103分开的超声发射机105来传送。在图2d所示的示例中，装置101的至少一部分包括可用作平面波超声发射机的超声发射机105。在一些实现中，超声发射机105可包括压电发射机层，其中发射机激励电极布置在压电发射机层的每一侧。
82.在该示例中，超声接收机103用作超声接收机阵列。在一些此类示例中，超声接收机103可以包括部分地由tft电路系统形成的像素输入电极和传感器像素的阵列、压电材料(诸如pvdf或pvdf-trfe)的上覆压电接收机层220、以及位于压电接收机层上的上电极层(其有时将在本文中被称为接收机偏置电极)。合适的超声发射机和超声接收机阵列的示例如下所述。
83.然而，在替换的实现中，超声接收机103和超声发射机105可被组合在超声收发机阵列中。例如，在一些实现中，超声接收机103可以包括压电接收机层，诸如pvdf聚合物层或pvdf-trfe共聚物层。在一些实现中，单独的压电层可用作超声发射机。在一些示例中，单个压电层可用作发射机和用作接收机。在一些实现中，可在压电层中使用其他压电材料，诸如氮化铝(aln)或锆钛酸铅(pzt)。在一些示例中，超声传感器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。在一些此类示例中，压电接收机层、单层pmut阵列中的pmut元件或单层cmut阵列中的cmut元件可被用作超声发射机以及超声接收机。
84.在该示例中，所传送的超声波214已从超声发射机105通过传感器栈217传送进入上覆的手指206。在一些示例中，传感器栈217的各个层可以包括一个或多个玻璃的或对可见光基本透明的其他材料(诸如塑料或蓝宝石)的基板。在该示例中，传感器栈217包括与光源系统(未示出)耦合的基板210，根据一些实现，光源系统可以是显示器的背光。在替换的实现中，光源系统可被耦合到前光。相应地，在一些实现中，光源系统可被配置用于照亮显示器和目标对象。
85.在该实现中，基板210被耦合到用于超声接收机103的薄膜晶体管(tft)基板212。根据该示例，压电接收机层220覆盖超声接收机103的传感器像素202，并且压板225覆盖压电接收机层220。相应地，在该示例中，装置101能够通过传感器栈217的一个或多个基板来传送超声波214，传感器栈217的该一个或多个基板包括具有基板212的超声接收机103以及也可被视为基板的压板225。
86.在一些实现中，传感器像素202可以是透明的、部分透明的或基本上透明的，以使得装置101可以能够通过超声接收机103的元件来传送来自光源系统的光。在一些实现中，超声接收机103和相关联的电路系统可以形成在玻璃、塑料或硅基板之上或之中。
87.再次参照图2a、2b和2c，在一些实现中，方法200、230和/或240可以涉及执行反欺骗过程。根据一些实现，方法200、230和240可涉及附加的过程，这些过程取决于框205、215和236的一个或多个认证过程和/或反欺骗过程(如果有的话)的结果。例如，如果认证过程和/或反欺骗过程(如果有的话)成功结束，则控制系统可允许接入设备和/或安全区域。在一些此类实例中，控制系统可以解锁移动设备、膝上型计算机、门、汽车或另一设备。
88.图3a和3b示出了用于在检测到隐约指纹之际向用户提供反馈的图形用户界面
(gui)的示例。在这些示例的每一者中，指纹传感器已检测并存储了隐约指纹(例如，已执行框207、209和211，已执行框232、和/或已执行框242)，和/或用户已尝试使用指纹传感器来进行认证(例如，已执行框213和215、和/或已执行框234)。图3a和3b的gui可以在拒绝框215的认证过程(例如，基于与所存储的隐约指纹的相似性来确定新近扫描的指纹是潜在欺骗尝试)、拒绝框236的认证过程、和/或作为提供框244的通知的一部分之后来呈现。如gui 300a的示例中所示，该装置可以向用户指示“不匹配”(等)。如gui 300b的示例中所示，该装置可以通知用户该指纹传感器区域看起来脏了(等)，以及建议用户清洁该传感器区域并且重试。如gui 300c的示例所示，该装置可以通知用户检测到指纹欺骗并要求用户再试一次。如gui 300d的示例中所示，该装置可以通知用户已检测到多次欺骗尝试，生物测定现在被禁用，并且请使用他们的pin来解锁设备。这些仅是解说性的示例。
89.图4代表性地描绘了用于超声指纹传感器的传感器像素的4
×
4像素阵列的各方面。每个传感器像素434可以例如与压电传感器材料(psm)的局部区域、像素输入电极437、峰值检测二极管(d1)和读出晶体管电路系统(m3)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436。在实践中，每个传感器像素434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。峰值检测二极管d1可以注册由压电传感器材料psm的局部区域所检测到的最大电荷量。像素阵列435的每一行随后可以例如通过行选择机制、栅极驱动器或移位寄存器被扫描，并且每一列的读出晶体管电路系统m3可被触发以允许每个传感器像素434的峰值电荷量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436可以包括一个或多个tft以允许对传感器像素434的选通、寻址和复位。
90.每个像素电路436可提供关于由超声指纹传感器所检测到的对象的小部分的信息。尽管为了便于解说，图4中所示的示例具有相对粗略的分辨率，但具有每英寸500个像素的数量级或更高分辨率的超声传感器可配置有恰适缩放的结构。超声指纹传感器的检测区域可取决于预期检测对象来选择。例如，该检测区域的范围可以从单个手指的约8mm x 3mm、5mm x 5mm或9mm x 4mm到四个手指的约3英寸x 3英寸。较小和较大的区域(包括正方形、矩形和非矩形几何体)可恰适地用于目标对象。
91.图5a示出了超声指纹传感器的分解视图的示例。在该示例中，超声指纹传感器500a包括在压板40下方的超声发射机20和超声接收机30。根据一些实现，超声接收机30可以是图1b所示和上文所描述的超声接收机103的示例。在一些实现中，超声发射机20可以是图1b所示和上文所描述的超声发射机105的示例。超声发射机20可包括基本上平面的压电发射机层22，并且可被配置成用作平面波生成器。超声波可以通过以下方式来生成：取决于所施加的信号来向压电层施加电压以使该层膨胀或收缩，从而生成平面波。在该示例中，控制系统106可被配置成用于导致可经由第一发射机电极24和第二发射机电极26施加到平面压电发射机层22的电压。以此方式，可通过经由压电效应改变层的厚度来生成超声波。该所生成的超声波可朝手指(或待检测的其他对象)行进，从而穿过压板40。未被待检测的对象吸收或传送的部分波可被反射，以便通过压板40传回并且被超声接收机30接收。第一和第二发射机电极24和26可以是金属化电极，例如，覆盖压电发射机层22的相对侧的金属层。
92.超声接收机30可包括布置在基板34(其也可被称为背板)上的传感器像素电路32的阵列和压电接收机层36。在一些实现中，每个传感器像素电路32可包括一个或多个基于
tft或基于硅的元件、电互连迹线，以及在一些实现中包括一个或多个附加的电路元件(诸如二极管、电容器等)。每个传感器像素电路32可被配置成将由邻近该像素电路的压电接收机层36所生成的表面电荷转换成电信号。每个传感器像素电路32可包括将压电接收机层36电耦合到传感器像素电路32的像素输入电极38。
93.在所解说的实现中，接收机偏置电极39被布置在压电接收机层36邻近压板40的一侧上。接收机偏置电极39可以是金属化电极，并且可以接地或偏置以控制哪些信号可被传递到传感器像素电路32的阵列。从压板40的暴露的(顶)表面反射的超声能量可由压电接收机层36转换成表面电荷。所生成的表面电荷可被耦合到像素输入电极38和下面的传感器像素电路32。电荷信号可由传感器像素电路32放大或缓冲并且提供给控制系统106。
94.控制系统106可以与第一发射机电极24和第二发射机电极26、以及与接收机偏置电极39和基板34上的传感器像素电路32电连接(直接地或间接地)。在一些实现中，控制系统106可以基本上如上所述地操作。例如，控制系统106可被配置成用于处理从传感器像素电路32所接收到的经放大的信号。
95.控制系统106可被配置成用于控制超声发射机20和/或超声接收机30以获取超声数据，其可包括指纹数据。根据一些实现，控制系统106可被配置成用于提供诸如本文所述的功能性。
96.无论超声指纹传感器500a是否包括单独的超声发射机20，在一些实现中，控制系统106可被配置成用于从超声数据获取属性信息。在一些示例中，控制系统106可被配置成用于至少部分地基于属性信息来控制对一个或多个设备的接入。超声指纹传感器500a(或相关联的设备)可包括包含一个或多个存储器设备的存储器系统。在一些实现中，控制系统106可以包括存储器系统的至少一部分。控制系统106可被配置成用于从超声数据获取属性信息并且将该属性信息存储在存储器系统中。在一些实现中，控制系统106可被配置成用于捕捉指纹图像、从指纹图像获取属性信息、并且将从指纹图像所获得的属性信息(其在本文中可被称为指纹图像信息)存储在存储器系统中。根据一些示例，控制系统106可被配置成用于捕捉指纹图像、从指纹图像获取属性信息、并且存储从指纹图像所获得的属性信息，即使在将超声发射机20维持在“关闭”状态时亦是如此。
97.在一些实现中，控制系统106可被配置成用于在超声成像模式下操作超声指纹传感器500a并且可被配置成用于控制其他设备，诸如显示系统、通信系统等。在一些实现中，控制系统106可被配置成用于在电容成像模式下操作超声指纹传感器500a。
98.压板40可以是可与接收机声耦合的任何恰适的材料，其示例包括塑料、陶瓷、蓝宝石、金属和玻璃。在一些实现中，压板40可以是覆盖板，例如，用于显示器的覆盖玻璃或透镜玻璃。特别是当使用超声发射机20时，若需要，可以通过相对较厚的压板(例如，3mm及以上)来执行指纹检测和成像。然而，对于其中超声接收机30被配置成用于在电容检测模式下成像指纹的实现，可能期望更薄且相对更兼容的压板40。根据一些此类实现，压板40可包括一种或多种聚合物(诸如一种或多种类型的聚对二甲苯)，并且可以显著更薄。在一些此类实现中，压板40可以是几十微米厚或者甚至小于10微米厚。
99.可被用于形成压电接收机层36的压电材料的示例包括具有恰适的声学性质(例如，在约2.5mrayl与5mrayl之间的声阻抗)的压电聚合物。可采用的压电材料的具体示例包括铁电聚合物，诸如聚偏氟乙烯(pvdf)和聚偏氟乙烯-三氟乙烯(pvdf-trfe)共聚物。pvdf
共聚物的示例包括60:40(摩尔百分比)的pvdf-trfe、70:30的pvdf-trfe、80:20的pvdf-trfe和90:10的pvdr-trfe。可采用的压电材料的其他示例包括聚偏二氯乙烯(pvdc)均聚物和共聚物、聚四氟乙烯(ptfe)均聚物和共聚物、以及二异丙基溴化铵(dipab)。
100.压电发射机层22和压电接收机层36中的每一者的厚度可被选择以便适用于生成和接收超声波。在一个示例中，pvdf平面压电发射机层22约为28μm厚，并且pvdf-trfe接收机层36约为12μm厚。超声波的示例频率可在5mhz到30mhz的范围内，其中波长在毫米或更小的数量级。
101.图5b示出了超声指纹传感器的替换示例的分解视图。在该示例中，压电接收机层36已形成为分立元件37。在图5b所示的实现中，分立元件37中的每一者对应于单个像素输入电极38和单个传感器像素电路32。然而，在超声指纹传感器500b的替换实现中，在每一个分立元件37、单个像素输入电极38和单个传感器像素电路32之间不一定存在一对一的对应关系。例如，在一些实现中，对于单个分立元件37，可存在多个像素输入电极38和传感器像素电路32。
102.图5a和5b示出了超声指纹传感器中的超声发射机和接收机的示例布置，其中其他布置也是可能的。例如，在一些实现中，超声发射机20可以在超声接收机30的上方，并且因此更接近待检测的(诸)对象。在一些实现中，超声发射机可被包括在超声传感器阵列中(例如，单层发射机和接收机)。在一些实现中，超声指纹传感器可包括声学延迟层。例如，可以在超声发射机20和超声接收机30之间将声学延迟层纳入超声指纹传感器中。声学延迟层可用于调整超声脉冲定时，并且同时使超声接收机30与超声发射机20电绝缘。声学延迟层可以具有基本上均匀的厚度，其中选择用于延迟层的材料和/或延迟层的厚度以在反射超声能量到达超声接收机30的时间方面提供期望的延迟。这样做，可以使藉由已被对象反射而携带关于对象的信息的能量脉冲的时间范围在从超声指纹传感器的其他部分反射的能量不太可能正到达超声接收机30的时间范围期间到达超声接收机30。在一些实现中，基板34和/或压板40可用作声学延迟层。
103.图5c示出了超声指纹传感器的示例的分解视图。在该示例中，超声指纹传感器500c包括在压板40下方的超声收发机阵列50。根据一些实现，超声收发机阵列50可用作图1b所示和上文所述的超声接收机103和超声发射机105两者。超声收发机阵列50可包括基本上平面的压电收发机层56，压电收发机层56被配置成用作平面波生成器。可通过跨收发机层56施加电压来生成超声波。控制系统106可被配置成用于生成收发机激励电压，该电压可经由一个或多个下面的像素输入电极38或一个或多个上面的收发机偏置电极59来施加到压电收发机层56。所生成的超声波可朝手指或待检测的其他对象行进，从而穿过压板40。未被该对象吸收或传送的部分波可被反射，以便通过压板40传回并且被超声收发机50接收。
104.超声收发机阵列50可包括布置在基板34上的传感器像素电路32的阵列。在一些实现中，每个传感器像素电路32可包括一个或多个基于tft或基于硅的元件、电互连迹线，以及在一些实现中包括一个或多个附加的电路元件(诸如二极管、电容器等)。每个传感器像素电路32可包括将压电收发机层56电耦合到传感器像素电路32的像素输入电极38。
105.在所解说的实现中，收发机偏置电极59被布置在压电收发机层56邻近压板40的一侧上。收发机偏置电极59可以是金属化电极，并且可以接地或偏置以控制哪些信号可被生成以及哪些反射信号可被传递到传感器像素电路32的阵列。从压板40的暴露的(顶)表面反
射的超声能量可由压电收发机层56转换成表面电荷。所生成的表面电荷可被耦合到像素输入电极38和下面的传感器像素电路32。电荷信号可由传感器像素电路32放大或缓冲并且提供给控制系统106。
106.控制系统106可被电连接到(直接地或间接地)收发机偏置电极59和传感器基板34上的传感器像素电路32。在一些实现中，控制系统106可以基本上如上所述地操作。例如，控制系统106可被配置成用于处理从传感器像素电路32所接收到的经放大的信号。
107.控制系统106可被配置成用于控制超声收发机阵列50以获取超声数据，其可包括指纹数据。根据一些实现，控制系统106可被配置成用于提供诸如本文所述的功能性(例如，诸如本文所述的功能性)。
108.在具有超声收发机阵列的超声指纹传感器的其它示例中，传感器基板34的背面可直接或间接地附连到上面的压板40。在操作中，由压电收发机层56所生成的超声波可穿过传感器基板34和压板40，被压板40的表面反射，并且在被基板传感器34上或其内的传感器像素电路32检测到之前通过压板40和传感器基板34返回。
109.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中的至少一个”旨在涵盖：a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c。
110.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。
111.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。
112.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。
113.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。作为示例但非限定，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。另外，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。
114.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。
115.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。
116.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。
117.将理解，除非任何特定描述的实现中的特征被显示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。
118.在以下经编号条款中描述了各实现示例。
119.1.一种装置，包括：指纹传感器；以及控制系统，其被配置成用于：从指纹传感器接收第一信号，第一信号包括对应于残留材料的信号；从指纹传感器接收第二信号，第二信号包括对应于至少目标对象的信号；以及至少部分地基于第一信号和第二信号来执行认证过程。
120.2.如条款1所述的装置，其中指纹传感器包括超声指纹传感器，其中第一信号包括第一超声接收机信号，第一超声接收机信号包括与来自表面上的残留材料的第一超声波的反射相对应的信号，并且其中第二信号包括第二超声接收机信号，第二超声接收机信号包括对应于至少目标对象的信号。
121.3.如条款1或条款2所述的装置，其中残留材料在表面上，该表面是指纹传感器表
面或邻近指纹传感器所驻留的区域的设备表面，并且其中目标对象与该表面接触或毗邻该表面。
122.4.如条款1-3中任一项所述的装置，其中至少部分地基于第一信号和第二信号来执行认证过程涉及确定第一信号形成具有高于一个或多个阈值的图像质量(iq)度量的指纹图像。
123.5.如条款4所述的装置，进一步包括显示器，其中控制系统在确定第一信号形成具有高于一个或多个阈值的iq度量的指纹图像之后，进一步能够控制显示器以提供用于清洁指纹传感器的一部分的提示。
124.6.如条款1-5中任一项所述的装置，其中至少部分地基于第一信号和第二信号来执行认证过程涉及通过确定第一信号形成指纹图像来确定残留材料形成隐约指纹。
125.7.如条款1-6中任一项所述的装置，其中至少部分地基于第一信号和第二信号来执行认证过程涉及：将基于第一信号的第一指纹图像与基于第二信号的第二指纹图像进行比较，确定第一和第二指纹图像满足相关性测试，并且基于确定第一和第二指纹图像满足相关性测试，拒绝目标对象的认证。
126.7a.如条款7所述的装置，其中该装置包括显示器或扬声器中的至少一者，并且其中控制系统被进一步配置成用于控制显示器或扬声器中的至少一者以提供用于输入个人标识码的提示。
127.8.如条款1-7中任一项所述的装置，其中至少部分地基于第一信号和第二信号来执行认证过程涉及：将基于第一信号的第一指纹图像与基于第二信号的第二指纹图像进行比较，确定第一和第二指纹图像未通过需要第一相关性水平的第一相关性测试，从该装置中的存储设备检索第三指纹图像，第三指纹图像表示经先前认证的指纹，确定第二和第三指纹图像满足需要第二相关性水平的第二相关性测试，第二相关性水平小于第一相关性水平，以及基于确定第二和第三指纹图像满足第二相关性测试，认证目标对象。
128.9.如条款8所述的装置，其中第一相关性测试将第一和第二指纹图像之间的相对旋转限制为小于10度的旋转。
129.10.如条款8所述的装置，其中第一相关性测试将第一和第二指纹图像之间的相对旋转限制为小于10度的旋转，并且其中第二相关性测试允许第二和第三指纹图像之间的相对旋转大于30度的旋转。
130.11.如条款8所述的装置，其中第一相关性测试将第一和第二指纹图像之间的相对平移限制为小于阈值量，并且其中第二相关性测试允许第二和第三指纹之间的相对平移大于该阈值量。
131.12.如条款1-11中任一项所述的装置，其中控制处理器被进一步配置成用于：从指纹传感器接收第三信号，第三信号包括对应于至少该目标对象或至少附加目标对象的信号，其中控制系统被配置成在接收第一信号之前和在接收第二信号之前接收第三信号；从该装置中的存储设备中检索经认证的指纹图像；以及基于经认证的指纹图像与第三信号的比较来认证该目标对象或该附加目标对象。
132.13.如条款12所述的装置，其中控制系统被进一步配置成用于控制指纹传感器，以使得接收第一信号在时间上在基于经认证的指纹图像与第三信号的比较来认证目标对象或附加目标对象之后发生并且至少部分地由所述认证触发。
133.14.如条款1-13中任一项所述的装置，其中该装置包括移动设备，该移动设备包括指纹传感器和控制系统。
134.15.一种控制指纹传感器的方法，该方法包括：从传感器接收第一信号，第一信号包括对应于沉积在表面上的残留材料的信号，该表面是指纹传感器表面或邻近指纹传感器所驻留的区域的设备表面；以及控制显示器或扬声器中的至少一者以基于第一信号来提供用于清洁该表面的提示。
135.16.如条款15所述的方法，其中移动设备包括传感器、以及显示器或扬声器中的至少一者。
136.17.一种装置，包括：指纹传感器；以及控制系统，其被配置成用于：从指纹传感器接收第一信号；从指纹传感器接收第二信号；将基于第一信号的第一指纹图像与基于第二信号的第二指纹图像进行比较；确定第一和第二指纹图像满足相关性测试；以及基于确定第一和第二指纹图像满足该相关性测试，拒绝基于第二信号的认证。
137.18.如条款17所述的装置，其中该装置包括移动设备，该移动设备包括指纹传感器和控制系统。
138.19.如条款17所述的装置，其中第一指纹图像是残留物的图像，该残留物至少部分地由该装置先前认证的对象所形成。
139.19a.如条款17所述的装置，其中该装置包括显示器或扬声器中的至少一者，并且其中控制系统被进一步配置成用于控制显示器或扬声器中的至少一者以提供用于输入个人标识码的提示。