【手続補正書】
【提出日】平成29年5月16日(2017.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオメトリック感知装置であって、
圧電セラミック要素のアレイと、
前記要素の励起のため、および前記要素の各々の動きを監視するための一組の電子機器と
を備え、
前記電子機器および要素は、前記要素の動きを介する音響エネルギーの発生のため、および、第１の組のデータを得るための第１のモードで動作可能であり、前記データは、指の指紋の少なくとも１つの２次元画像をエンコードし、
前記電子機器は、前記要素の動きを介する音響エネルギーの発生のため、および、前記指内に埋め込まれた組織内に位置する１つ以上の皮下組織構造の少なくとも１つの３次元表現をエンコードする第２の組のデータを得るための第２のモードで動作可能であり、
前記電子機器は、ソフトウェアによって制御され、前記ソフトウェアは、バイオメトリックマーカーを識別するため、および、指紋の前記２次元画像と前記皮下組織構造のうちの１つ以上の前記３次元表現との中、かつそれらの間のバイオメトリックマーカー間の相対的位置の定量的表現を記録するために構成されている、バイオメトリック感知装置。
【請求項２】
前記第２の組のデータは、前記皮下組織内の血管構造を識別し、その位置を特定するために採用される、請求項１に記載のバイオメトリック感知装置。
【請求項３】
前記第２の組のデータは、前記皮下組織内の骨構造を識別し、その位置を特定するために採用される、請求項１に記載のバイオメトリック感知装置。
【請求項４】
前記第２の組のデータは、前記皮下組織の動的特性を決定するために採用され、前記動的特性は、経時的に変化する特性である、請求項１に記載のバイオメトリック感知装置。
【請求項５】
前記動的特性は、前記皮下組織の弾性特性を含む、請求項４に記載のバイオメトリック感知装置。
【請求項６】
前記動的特性は、心拍の周波数を測定するために採用される、請求項４に記載のバイオメトリック感知装置。
【請求項７】
前記動的特性は、血管構造を通って流れる血液の存在または量を測定するために採用される、請求項４に記載のバイオメトリック感知装置。
【請求項８】
前記動的特性は、血管構造と関連するパルス波パターンの存在または量を測定するために採用される、請求項４に記載のバイオメトリック感知装置。
【請求項９】
一組の前記バイオメトリックマーカーは、バイオメトリック照合のために後に採用される特徴スコアによって表される、請求項１に記載のバイオメトリック感知装置。
【請求項１０】
バイオメトリック感知システムであって、
圧電セラミック要素のアレイと、
前記要素の励起のため、および前記要素の各々の動きを監視するための一組の電子機器と
を備え、
前記電子機器および要素は、前記要素の動きを介する音響エネルギーの発生のため、および、指の指紋の２次元画像をエンコードする第１の組のデータを得るための第１のモードで動作可能であり、前記要素の動きを介する音響エネルギーの発生のため、および、前記指内に埋め込まれた組織内に位置する１つ以上の皮下組織構造の少なくとも１つの３次元表現をエンコードする第２の組のデータを得るための第２のモードで動作可能であり、
前記電子機器は、ソフトウェアによって制御され、前記ソフトウェアは、バイオメトリックマーカーを識別するため、および、前記指紋と前記皮下組織構造のうちの１つ以上との中、かつそれらの間のバイオメトリックマーカー間の相対的位置の定量的表現を記録するために構成されている、システム。
【請求項１１】
バイオメトリック情報を感知するための方法であって、
圧電セラミック要素のアレイを提供することと、
前記要素の励起のため、および前記要素の各々の動きを監視するための一組の電子機器を提供することと
を含み、
前記電子機器および前記要素は、前記要素の動きを介する音響エネルギーの発生のため、および、指の指紋の２次元画像をエンコードする第１の組のデータを得るための第１のモードで動作可能であり、前記要素の動きを介する音響エネルギーの発生のため、および、前記指内に埋め込まれた組織内に位置する１つ以上の皮下組織構造の少なくとも１つの３次元表現をエンコードする第２の組のデータを得るための第２のモードで動作可能であり、
前記電子機器は、ソフトウェアによって制御され、前記ソフトウェアは、バイオメトリックマーカーを識別するため、および、前記指紋と前記皮下組織構造のうちの１つ以上との中、かつそれらの間のバイオメトリックマーカー間の相対的位置の定量的表現を記録するために構成されている、方法。
【請求項１２】
前記第１の組のデータは、音響インピーダンスの測定を介して得られる、請求項１に記載のバイオメトリック感知装置。
【請求項１３】
前記第２の組のデータは、超音波撮像を介して得られる、請求項１に記載のバイオメトリック感知装置。
【請求項１４】
前記バイオメトリックマーカー間の相対的位置は、３次元デカルト座標によって表される、請求項１に記載のバイオメトリック感知装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
図５に図示されるように、走査開口４０が、ｘおよびｙ軸または次元に沿って、プロセッサ１３によって走査され、ｘ次元は、図２の１からＭ行に対応し、ｙ次元は、１からＮ列に対応する。走査開口４０は、伝送ビームを産生する、伝送開口４１を提供するために、プロセッサ１３によってアクティブ化される要素１１の「ｍ」個の隣接する行の群と、受信ビームを受信する受信開口４２を提供するためのプロセッサ１３によってアクティブ化される要素１１の「ｎ」個の隣接する列の群との交点に沿って形成され、受信された信号の時間遅延は、伝送ビームが集束される組織の体積内の構造を表し、受信ビームは、走査開口４０の上方で受信される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
走査の間、プロセッサ１３は、異なる走査開口４０が互に重複し得る、「ｍ」行および「ｎ」列の異なる群を選択することによって、ｘおよびｙ次元に沿って、走査開口４０を移動させる。ビーム集束のために、要素１１の「ｍ」行に対する伝送電極１９は、「ｐ」個のチャネルに等しく分割され、伝送チャネルの数は、「ｐ」によって除算された「ｍ」に等しい。同様に、要素１１の「ｎ」列に対する受信電極２０は、「ｒ」個の受信チャネルに等しく分割され、受信チャネルの数は、「ｒ」によって除算された「ｎ」に等しい。複数の異なる走査開口の走査の間のセンサアレイ１０の上方の組織内の血管系の走査中に生じ得る、複数の走査開口４０のうちの１つの実施例が、図６Ａおよび６Ｂに示され、図６Ａは、伝送サイクルを表し、図６Ｂは、受信サイクルを表す。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
図６Ａでは、伝送開口４１が、プロセッサ１３によって、砂時計形状を有する、伝送ビームまたはパルス４６（半透明体積として示される）を形成するために選択される。本実施例では、「ｍ」は、１２に等しく、「ｐ」は、６に等しく、各々、２つの行を伴う、６つの伝送チャネルＡ−Ｆをもたらす。組織表面下のある距離に、伝送ビーム４６の体積４８に沿って、ビームを集束させるために、伝送（入力）信号が、伝送チャネルＡ−Ｆによって印加され、体積４８における位置からの行の距離に従って時間的にオフセットされる。伝送信号は、図６Ｂに図示されるように、最初に、最外伝送チャネルＡおよびＦの行に印加され、次いで、最外から２番目の伝送チャネルＢおよびＥに印加され、次いで、最も中心の伝送チャネルＣおよびＤが最後に印加される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
したがって、伝送開口４１は、略同時に到達するであろう伝送ビーム４６を形成し、それによって、血管５０等の着目物体または構造を含み得る、意図される体積４８における位置に伝送ビーム４６を集束させる。伝送ビーム４６を形成する際、伝送開口４１で使用されない要素１１の全他の行は、非アクティブである。血管は、伝送ビーム４６内に完全に含まれ得るか、またはそうではない場合もある。この伝送サイクルの間、スイッチ２７が、プロセッサ１３によって、接地に切り替えられ、受信電極２０を接地する一方、スイッチ２６は、接地に設定されない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
伝送ビーム４６が指３０の組織の中に発射され、伝送電極１９のリングダウンに対する付加的期間の後、「ｍ」行（すなわち、その電極１９）に沿った伝送要素１１は、プロセッサ１３によって、スイッチ２６を介して、接地に切り替えられ、一方で、スイッチ２７は、接地に設定されない。受信サイクルが、次いで、開始することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
図７Ａは、砂時計形状を有する、ビームまたはパルス４９を受信するために、プロセッサ１３によって選択される受信開口４２の実施例を示す。本実施例では、「ｎ」は、１２に等しく、「ｒ」は、６に等しく、各々、２つの列を伴う、６つの受信チャネルＡ−Ｆをもたらす。組織表面下の体積５２に沿って受信ビームを集束するために、受信（出力）信号が、受信チャネルＡ−Ｆから読み取られ（または、検出され）、かつ、体積５２における位置からの列の距離に従って時間的にオフセットされて読み取られる。受信信号は、図７Ｂに図示されるように、最初に、最外受信チャネルＡおよびＦの列から読み取られ、次いで、最外から２番目の受信チャネルＢおよびＥから読み取られ、次いで、最も中心の受信チャネルＣおよびＤから最後に読み取られる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
プロセッサ１３は、停止された伝送ビームが、撮像されることが所望される物体または構造からセンサ１０に向かって後方散乱反射された後の往復時間に関連付けられたサンプリング間隔の間、要素１１の「ｎ」列から信号を受信する。サンプリング間隔にわたる、ビーム形成器５３からの組み合わせられた出力信号の時間遅延は、センサアレイ１０からの距離を表し、サンプリング間隔の間にサンプリングされるｚ次元に沿った異なる深度における信号の振幅または値５４は、プロセッサ１３によって、走査開口４０に関連付けられたｘ、ｙ、ｚ座標において、メモリ１４内に記録される。プロセッサ１３は、走査開口４０の深度全体にわたって、組み合わせられた出力信号を受信し得るが、走査開口４０の交差体積４８および５１の所望の体積の深度範囲にわたって、情報をメモリ１４内に記録し、センサアレイ１０からその所望の深度範囲内にあり得る、着目構造を示す３次元超音波画像を提供する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
超音波撮像のための３次元ビーム形成は、Ｃ．Ｅ．Ｄｅｍｏｒｅ  ｅｔ  ａｌ．「Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｖｏｌｕｍｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｃｒｏｓｓｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｒｒａｙ」ＩＥＥＥ  ＵＦＦＣ  Ｔｒａｎｓ  ｖｏｌ．５６（６）１２５２−１２６１に説明されるが、従来、圧電要素のセンサアレイによって提供されていない。
前述のように、各走査開口４０に対して受信サイクルと伝送サイクルとを交互する、伝送電極１９および受信電極２０の接地が存在する。血管構造および骨構造は、センサ１０に対して組織内の異なる深度にあるため、皮下組織のためのサンプリング間隔は、図９に図示されるような指３０の血管系または図１０に図示されるような指３０の骨構造の３次元超音波画像を提供するように設定され、それによって、異なるタイプの皮下構造の３次元撮像を可能にし得る。指の組織の他の構造も同様に、所望に応じて、撮像され得る。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
指紋モードでは、全利用可能なＭ個の受信チャネルが、並列で利用され、データ取得のために最大スピードを提供する。全電極は、プロセッサ１３から接地スイッチ２６および２７へのプログラマブル信号に接続される。したがって、超音波撮像モードでは、受信電極１９は、伝送サイクルまたは位相の間、接地されるが、受信位相の間、接地からオフに切り替えられ（接地されておらず）、その間、全伝送要素１１は、接地される。