KR20190088822A - 지문 인식을 위한 센서 및 전자 장치 - Google Patents

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김선아
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Abstract

다양한 실시예들에 따르면, 지문 센서는, 광의 적어도 일부를 적어도 하나의 광 센서로 향하는 경로로 굴절하는 굴절 부재, 상기 굴절 부재 아래에 배치되고, 상기 광을 획득하기 위한 상기 적어도 하나의 광 센서, 및 상기 굴절 부재와 상기 적어도 하나의 광 센서 사이에 배치되고, 상기 굴절된 광이 상기 적어도 하나의 광 센서로 전달되도록 상기 경로를 제공하는 가이드 부재를 포함할 수 있다. 다른 실시예가 가능하다.

Description

지문 인식을 위한 센서 및 전자 장치{SENSOR AND ELECTRONIC APPARATUS FOR FINGERPRINT RECOGNITION}
다양한 실시예들은 지문 인식 방법 및 이를 위한 전자 장치에 관한 것이다.
스마트폰 등 휴대용 전자 장치를 통해 제공되는 다양한 서비스 및 부가 기능들이 점차 확대되고 있다. 이러한 전자 장치의 효용 가치를 높이고, 다양한 사용자들의 욕구를 만족시키기 위해서 통신 서비스 제공자 또는 전자 장치 제조사들은 다양한 기능들을 제공하고 다른 업체와의 차별화를 위해 전자 장치를 경쟁적으로 개발하고 있다.
전자 장치의 성능이 고도화됨에 따라 휴대용 전자 장치에도 다양한 생체 인식 기술이 적용되고 있다. 다양한 생체 인식 기술 중 가장 보편적으로 사용되고 있는 것은 지문 인식 기술이다. 지문 인식을 통한 사용자 인증은 보안성이 뛰어나며 인증 방법이 간단하다는 장점이 있다.
광원을 이용한 광학식 지문 센서에서, 특히 드라이/콜드 손가락(Dry/Cold Finger)을 이용할 때, 지문 센서의 커버와 사용자의 지문이 이격됨에 따라서, 지문 이미지에서 지문의 골(또는 오목한 부분)에 대응하는 밸리(Valley) 및 지문의 산(또는 볼록한 부분)에 대응하는 릿지(Ridge)의 구분이 어려운 품질 열화 현상이 발생할 수 있다.
다양한 실시예들에서는, 지문 센서가, 이미지 센서로 향하는 반사광을 이미지 센서를 향해 편향시키도록 구성된 적어도 하나의 프리즘을 포함함으로써, 지문의 다양한 표면을 관측하여 건조한 조건 등 지문의 이미지를 파악하기 힘든 조건에서도 이미지 센서에 의해 검출된 지문 이미지에서 밸리 및 릿지를 선명하게 구별할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 지문 센서는, 광의 적어도 일부를 적어도 하나의 광 센서로 향하는 경로로 굴절하는 굴절 부재, 상기 굴절 부재 아래에 배치되고, 상기 광을 획득하기 위한 상기 적어도 하나의 광 센서, 및 상기 굴절 부재와 상기 적어도 하나의 광 센서 사이에 배치되고, 상기 굴절된 광이 상기 적어도 하나의 광 센서로 전달되도록 상기 경로를 제공하는 가이드 부재를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는, 투명한 커버, 상기 커버를 향해 광을 출력하도록 구성된 광원, 상기 광의 적어도 일부를 적어도 하나의 광 센서로 향하는 경로로 굴절하는 굴절 부재, 상기 굴절 부재 아래에 배치되고, 상기 광을 획득하기 위한 상기 적어도 하나의 광 센서, 및 상기 굴절 부재와 상기 적어도 하나의 광 센서 사이에 배치되고, 상기 굴절된 광이 상기 적어도 하나의 광 센서로 전달되도록 상기 경로를 제공하는 가이드 부재를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서는, 지문의 다양한 표면을 관측하여 건조한 조건 등 지문의 이미지를 파악하기 힘든 조건에서도 이미지 센서에 의해 검출된 지문 이미지에서 밸리 및 릿지를 선명하게 구별할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 3a는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3b는 전자 장치를 다른 방향에서 바라본 모습을 나타내는 사시도이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치를 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 다양한 실시예들에 따른 지문 이미지의 검출 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6a 내지 도 6e는 다양한 실시예들에 따른 프리즘의 종류들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른 지문 인증 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 지문 기반 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 지문 기반 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 지문 기반 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150) 를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있고, 이로부터, 제 1 네트워크 198 또는 제 2 네트워크 199와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른, 표시 장치(160)(예: 도 1의 표시 장치(160))의 블록도(200)이다. 도 2를 참조하면, 표시 장치(160)는 디스플레이(210), 및 이를 제어하기 위한 디스플레이 드라이버 IC(DDI)(230)를 포함할 수 있다. DDI(230)는 인터페이스 모듈(231), 메모리(233)(예: 버퍼 메모리), 이미지 처리 모듈(235), 또는 맵핑 모듈(237)을 포함할 수 있다. DDI(230)은, 예를 들면, 영상 데이터, 또는 상기 영상 데이터를 제어하기 위한 명령에 대응하는 영상 제어 신호를 포함하는 영상 정보를 인터페이스 모듈(231)을 통해 전자 장치 101의 다른 구성요소로부터 수신할 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 영상 정보는 프로세서(120)(예: 메인 프로세서(121)(예: 어플리케이션 프로세서) 또는 메인 프로세서(121)의 기능과 독립적으로 운영되는 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치)로부터 수신될 수 있다. DDI(230)는 터치 회로(250) 또는 센서 모듈(176) 등과 상기 인터페이스 모듈(231)을 통하여 커뮤니케이션할 수 있다. 또한, DDI(230)는 상기 수신된 영상 정보 중 적어도 일부를 메모리(233)에, 예를 들면, 프레임 단위로 저장할 수 있다. 이미지 처리 모듈(235)은, 예를 들면, 상기 영상 데이터의 적어도 일부를 상기 영상 데이터의 특성 또는 디스플레이(210)의 특성에 적어도 기반하여 전처리 또는 후처리(예: 해상도, 밝기, 또는 크기 조정)를 수행할 수 있다. 맵핑 모듈(237)은 이미지 처리 모듈(235)를 통해 전처리 또는 후처리된 상기 영상 데이터에 대응하는 전압 값 또는 전류 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전압 값 또는 전류 값의 생성은 예를 들면, 디스플레이(210)의 픽셀들의 속성(예: 픽셀들의 배열(RGB stripe 또는 pentile 구조), 또는 서브 픽셀들 각각의 크기)에 적어도 일부 기반하여 수행될 수 있다. 디스플레이(210)의 적어도 일부 픽셀들은, 예를 들면, 상기 전압 값 또는 전류 값에 적어도 일부 기반하여 구동됨으로써 상기 영상 데이터에 대응하는 시각적 정보(예: 텍스트, 이미지, 또는 아이콘)가 디스플레이(210)를 통해 표시될 수 있다.
일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치 회로(250)를 더 포함할 수 있다. 터치 회로(250)는 터치 센서(251) 및 이를 제어하기 위한 터치 센서 IC(253)를 포함할 수 있다. 터치 센서 IC(253)는, 예를 들면, 디스플레이(210)의 특정 위치에 대한 터치 입력 또는 호버링 입력을 감지하기 위해 터치 센서(251)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 터치 센서 IC(253)는 디스플레이(210)의 특정 위치에 대한 신호(예: 전압, 광량, 저항, 또는 전하량)의 변화를 측정함으로써 터치 입력 또는 호버링 입력을 감지할 수 있다. 터치 센서 IC(253)는 감지된 터치 입력 또는 호버링 입력에 관한 정보(예: 위치, 면적, 압력, 또는 시간)를 프로세서(120) 에 제공할 수 있다. 일실시예에 따르면, 터치 회로(250)의 적어도 일부(예: 터치 센서 IC(253))는 디스플레이 드라이버 IC(230), 또는 디스플레이(210)의 일부로, 또는 표시 장치(160)의 외부에 배치된 다른 구성요소(예: 보조 프로세서(123))의 일부로 포함될 수 있다.
일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 센서 모듈(176)의 적어도 하나의 센서(예: 지문 센서, 홍채 센서, 압력 센서 또는 조도 센서), 또는 이에 대한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 적어도 하나의 센서 또는 이에 대한 제어 회로는 표시 장치(160)의 일부(예: 디스플레이(210) 또는 DDI(230)) 또는 터치 회로(250)의 일부에 임베디드될 수 있다. 예를 들면, 표시 장치(160)에 임베디드된 센서 모듈(176)이 생체 센서(예: 지문 센서)를 포함할 경우, 상기 생체 센서는 디스플레이(210)의 일부 영역을 통해 터치 입력과 연관된 생체 정보(예: 지문 이미지)를 획득할 수 있다. 다른 예를 들면, 표시 장치(160)에 임베디드된 센서 모듈(176)이 압력 센서를 포함할 경우, 상기 압력 센서는 디스플레이(210)의 일부 또는 전체 영역을 통해 터치 입력과 연관된 압력 정보를 획득할 수 있다. 일실시예에 따르면, 터치 센서(251) 또는 센서 모듈(176)은 디스플레이(210)의 픽셀 레이어의 픽셀들 사이에, 또는 상기 픽셀 레이어의 위에 또는 아래에 배치될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 3a는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치를 나타내는 사시도이다. 도 3b는 전자 장치를 다른 방향에서 바라본 모습을 나타내는 사시도이다.
전자 장치(301)(예: 전자 장치(101))는 하우징(303) 및 디스플레이(360)(예: 표시 장치(160))를 포함할 수 있다. 하우징(303)은 제 1 방향으로 향하는 전면(305) 또는 제 1 면과 전면(305) 방향의 반대인 제 2 방향으로 향하는 후면(307) 또는 제 2 면을 포함할 수 있다. 하우징(303)의 후면(307)은 후면 커버일 수 있다.
하우징(303)의 전면(305)은 적어도 일부가 개방될 수 있다. 디스플레이(360)는 투명한 커버(361)(또는 윈도우, 또는 커버 글래스)를 포함할 수 있다. 디스플레이(360)는, 커버(361)가 전자 장치(301)/하우징(303) 전면(305)의 적어도 일부를 형성하도록, 하우징(303)에 장착될 수 있다. 커버(361)는 하우징(303)의 개방된 전면(305)을 폐쇄하도록 배치될 수 있다.
일실시예에서, 전자 장치(301)는, 하우징(303)의 전면(305)에, 또는 디스플레이(360)의 일측 영역에, 기계적으로 작동하는 버튼, 터치 키(11a, 11b, 11c), 또는 이들 중의 적어도 하나를 포함하는 키패드를 포함할 수 있다. 터치 키(11a, 11b, 11c)는 사용자의 터치 입력을 검출할 수 있다.
하우징(303)은 각종 전자 부품 등을 수용할 수 있다. 하우징(303)은 적어도 일부분이 도전성 재질로 이루어질 수 있다. 하우징(303)은 전자 장치(301)의 외측면을 형성하는 측벽들을 포함할 수 있다. 하우징(303)의 내부에는 인쇄 회로부(미도시) 및/또는 배터리(예: 배터리(189))가 수용될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로부(미도시)에는 프로세서(예: 프로세서(120)), 통신 모듈(예: 통신 모듈(190)), 각종 인터페이스(예: 인터페이스(177)), 또는 전력 관리 모듈(예: 전력 관리 모듈(188)) 중의 적어도 하나가 집적회로 칩 형태로 탑재될 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 장치(301)는, 전면 상단 영역에 제 1 카메라(12a)(예: 카메라 모듈(180)), 광원부(12b) 또는 홍채 카메라(12c)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원부(12b)는 IR LED를 포함할 수 있으며, 홍채 카메라(12c)는 IR LED에서 출력되는 적색 근적외선으로 조명된 사용자의 눈 또는 홍채를 촬영할 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 장치(301)는, 전면 상단 영역에 광원부 표시등(12d), 조도 센서 및/또는 근접 센서(12e)를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 장치(301)는, 후면(307)에 제 2 카메라(13a)(예: 카메라 모듈(180)), 심박수 센서(HRM, heart rate monitor)(13d) 및/또는 플래시(flash)(13b)를 포함할 수 있다. 전자 장치(301)는, 상부에 마이크(13c)를 포함될 수 있다.
디스플레이(360)는 하우징(303)의 전면(305)을 통해 노출될 수 있다. 디스플레이(360)는 커버(361) 및 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이(360)는 커버(361) 및 디스플레이 패널의 사이에 배치되는 터치 패널을 포함할 수 있다. 디스플레이(360)는 홈 화면 또는 어플리케이션 화면을 출력할 수 있다. 디스플레이(360)는 홈 화면 또는 어플리케이션 화면 상의 터치 입력을 검출할 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 장치(301)는 하우징(303)의 후면(307)을 보호하는 후면 커버를 포함할 수 있다. 후면 커버는 디스플레이(360)와는 반대편 방향(제 2 방향)을 대면하도록 하우징(303)에 장착될 수 있다. 후면 커버는 하우징(303), 디스플레이(360)와 함께 전자 장치(301)의 외관을 형성할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 디스플레이(360)의 액티브 영역(active area)(또는 실제 디스플레이 픽셀이 배치된 영역, 또는 화면을 표시하는 영역) 중 적어도 일부 또는 지문 센서 영역(363)은, 지문을 인식하기 위한 지문 센서 또는 그 일부로서 제공될 수 있다.
일실시예에 따르면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 지문 센서(376)는 전자 장치(301)의 후면(307)에 제공될 수도 있다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치를 나타낸 도면이다.
전자 장치(401)(예: 전자 장치(101 또는 301))는, 디스플레이(410)(예: 표시 장치(160) 또는 디스플레이(360)), 지문 센서(440)(예: 지문 센서 영역(363) 또는 지문 센서(376)) 및 광원(430)을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 디스플레이(410)의 일부(예: 지문 센서 영역(363))는 전자 장치(401)의 지문 센서(440)에 포함될 수 있다.
한 실시예에 따르면, 지문 센서(440)는 디스플레이(410)의 일부에 해당할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 디스플레이(410)는, 투명한 커버(411)(예: 커버(361)), 접착제(413)를 이용하여 커버(411)에 부착된 디스플레이 패널(415), 및 완충 소자(417)를 포함할 수 있다. 이하, 커버(411)는 투명 부재, 윈도우, 또는 커버 글래스라고 칭할 수도 있다.
커버(411)는 전자 장치(401) 또는 하우징(예: 하우징(303))의 전면에 배치되거나, 전면의 적어도 일부를 형성하도록 배치될 수 있다.
완충 소자(417)는 지문 센서(440)와 대면하는 디스플레이 패널(415)의 표면(또는 제2 면) 상에 적층될 수 있다. 완충 소자(417)는 지문 센서(440)와 대응되는 위치에 형성된 개구(419)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(415)은, M행 및 N열의 매트릭스 구조로 배치된 복수의 픽셀들(420)을 포함할 수 있다. 도 4에는 예시적으로 하나의 픽셀(420)이 도시되어 있다. 각 픽셀(420)은 R(red) 서브 픽셀(421), G(green) 서브 픽셀(423) 및 B(blue) 서브 픽셀(425)을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(415)은 RGB 서브 픽셀들 중의 선택된 조합에 따라 각 픽셀이 커버(411)를 향해 광을 출력하도록 구성될 수 있다.
한 실시예에 따르면 광원(430)은 커버(411)를 향해 광을 출력하도록 구성될 수 있다.
한 실시예에 따르면, 별도의 광원(430)이 없을 경우, 전자 장치(401)는 픽셀(420)을 광원으로 이용할 수 있다. 지문(450)은 볼록한 릿지(451) 및 오목한 밸리(453)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(415) 또는 광원(430)으로부터 커버(411)를 향해 출력된 광의 일부는 커버(411)의 표면에 밀착된 지문(450)의 릿지(451)에 의해 흡수될 수 있다.
디스플레이 패널(415) 또는 광원(430)으로부터 커버(411)를 향해 출력된 광의 다른 일부는 밸리(453) 및 커버(411) 사이의 공기층과 커버(411)의 경계로부터 지문 센서(440)를 향해 반사될 수 있다.
지문 센서(440)는, 적어도 하나의 프리즘(441) (또는, 굴절 부재라고도 칭할 수 있음), 적어도 하나의 렌즈(442)(또는, 가이드 부재(guide material/member/element)) 및 이미지 센서(445)(또는, 광 센서라고도 칭할 수 있음)를 포함할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 지문 센서(440)는 개구(419)를 덮도록 완충 소자(417)에 부착될 수 있다. 일실시예에 따르면, 지문 센서(440)의 폭은 개구(419)의 폭보다 넓을 수 있으며, 지문 센서(440)의 가장자리는 지문 센서(440)와 대면하는 완충 소자(417)의 표면(또는 제2 면) 위에 부착될 수 있다. 지문 센서(440)의 폭을 개구(419)의 폭보다 넓게 함으로써, 사용자가 지문 센서(440)를 확인하기 어렵게 만들 수 있다.
한 실시예에 따르면, 지문 센서(440)는 디스플레이 패널(415)의 배면 상에 배치되거나, 디스플레이 패널(415)의 내부에 픽셀들과 함께 배치될 수도 있다.
전자 장치(401) 또는 전자 장치(401)의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 커버(411)를 향해 광을 출력하도록 광원(430)을 제어할 수 있다. 전자 장치(401) 또는 전자 장치(401)의 프로세서는, 지문 센서(440)를 이용하여, 광 중 지문(450)과 적어도 일부 접촉하도록 배치된 커버(411)의 표면으로부터 반사된 광을 검출할 수 있다. 검출된 광의 적어도 일부는 지문 이미지를 나타낼 수 있다.
적어도 하나의 프리즘(441)은 디스플레이 패널(415) 또는 광원(430)으로부터 출력된 광 중 지문(450)과 적어도 일부 접촉하도록 배치된 커버(411)의 표면으로부터 반사된 광을 이미지 센서(445)를 향해 편향시키도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 렌즈(442)는, 편향된 광의 적어도 일부를 차단하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 렌즈(442)는 편향된 광을 시준화(또는 평행화)할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 렌즈(442)는 복수의 마이크로 렌즈들의 조합, 광섬유 렌즈들의 조합, 또는 복수의 핀 홀 렌즈들의 조합 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한 실시예에서, 적어도 하나의 렌즈(442)는, 복수의 홀들(444) 및 상기 복수의 홀들(444)을 한정하는 격벽(443)을 포함할 수 있다.
한 실시예에서, 격벽(443)은 입사된 광을 흡수 또는 반사하는 특성을 가질 수 있다.
이미지 센서(445)는, 적어도 하나의 렌즈(442)를 통과한 광을 이미지/이미지 신호/이미지 데이터로 검출하도록 구성될 수 있다.
광원(430) 또는 픽셀 (420) 으로부터 출력된 광은 디스플레이 패널(415) 및 접착제(413)를 통과하여 지문과 적어도 일부 접촉하는 커버(411)의 표면에 입사될 수 있다.
한 실시예에서, 디스플레이 패널(415)으로부터 출력된 광은 접착제(413)를 통과하여 지문과 적어도 일부 접촉하는 커버(411)의 표면에 입사될 수 있다.
광 중 커버(411)의 표면에 밀착된 지문(450)의 릿지(451)에 입사한 광은 릿지(451) 또는 피부에 의해 흡수될 수 있다.
광 중 밸리(453) 및 커버(411) 사이의 공기층에 입사한 광의 다른 일부는, 지문과 적어도 일부 접촉하는 커버(411)의 표면 또는 밸리(453) 및 커버(411) 사이의 공기층과 커버(411)의 경계로부터 반사될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 지문 센서(440)는, 지문(450)과 적어도 일부 접촉하도록 배치된 커버(411)의 표면으로부터 반사된 광을 이미지 센서(445)(또는, 광 센서라고도 칭함)를 향해 편향시키도록 구성된 적어도 하나의 프리즘(441)(또는, 굴절 부재라고도 칭함), 상기 편향된 광의 적어도 일부를 차단하도록 구성된 적어도 하나의 렌즈(442) (또는, 가이드 부재라고도 칭함), 및 상기 적어도 하나의 렌즈(442)를 통과한 광을 검출하도록 구성된 이미지 센서(445)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 지문 센서(440)는, 광의 적어도 일부를 적어도 하나의 광 센서(445)로 향하는 경로로 굴절하는 굴절 부재(441), 상기 굴절 부재 아래에 배치되고, 상기 광을 획득하기 위한 상기 적어도 하나의 광 센서, 및 상기 굴절 부재(441)와 상기 적어도 하나의 광 센서(445) 사이에 배치되고, 상기 굴절된 광이 상기 적어도 하나의 광 센서(445)로 전달되도록 상기 경로를 제공하는 가이드 부재(442)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(401)는, 투명한 커버(411), 상기 커버(411)를 향해 광을 출력하도록 구성된 광원(430), 상기 광 중 지문과 적어도 일부 접촉하도록 배치된 상기 커버(411)의 표면으로부터 반사된 광을 이미지 센서(445)를 향해 편향시키도록 구성된 적어도 하나의 프리즘(441), 상기 편향된 광의 적어도 일부를 차단하도록 구성된 적어도 하나의 렌즈(442), 및 상기 적어도 하나의 렌즈(442)를 통과한 광을 검출하도록 구성된 이미지 센서(445)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 지문 센서(440)는 투명한 커버를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 커버(411)를 향해 상기 광을 출력하도록 구성된 광원(430)을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 렌즈(442)는, 복수의 홀들(444) 및 상기 복수의 홀들(444)을 한정하는 격벽(443)을 포함하는 렌즈 시트일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 격벽(443)은 입사된 광을 흡수 또는 반사하는 특성을 가질 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 이미지 센서(445)는 복수의 픽셀들(447)을 포함하고, 상기 복수의 픽셀들(447) 간의 간격은 0보다 크고 50μm 이하일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 복수의 홀들(444) 간의 간격은 상기 픽셀들(447) 간의 간격보다 작을 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 광원(430)은 상기 지문 센서(440)를 포함하는 전자 장치(401)의 디스플레이(410)에 포함된 복수의 픽셀들(447)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 프리즘(441)은, 기판 및 상기 기판의 일면으로부터 돌출된 복수의 프리즘들을 포함하는 프리즘 시트일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 프리즘(441)의 적어도 한 면 또는 길이 방향에 수직인 단면은, 정삼각형, 직각 삼각형, 또는 사다리꼴의 형태를 가질 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 프리즘(441)은, 복수의 프리즘 층들을 형성할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 디스플레이(410)의 일면 상에 배치되고, 개구(419)를 갖는 완충 소자(417)를 더 포함하고, 상기 지문 센서(440)는 상기 개구(419)와 정렬될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(401)는 프로세서(도 1의 120)를 더 포함하고, 상기 프로세서(120)는, 복수의 파장들의 광들을 이용하여 복수의 지문 이미지들을 획득하고, 상기 복수의 지문 이미지들에 근거하여, 사용자의 지문 정보를 획득하고, 지정된 지문 정보와 상기 획득된 지문 정보의 매칭 여부를 판단하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 프로세서(120)는, 상기 판단에 근거하여, 상기 사용자의 인증 성공 또는 실패를 결정하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 프로세서(120)는, 상기 복수의 지문 이미지들에 근거하여, 위치별 릿지 또는 밸리 여부를 판단하고, 상기 판단 및 상기 복수의 지문 이미지들에 근거하여, 상기 사용자의 지문 정보를 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 사용자의 지문 정보는, 상기 복수의 지문 이미지들 중의 하나 또는 다른 지문 이미지로부터 복원된 지문 이미지를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 프로세서(120)는, 복수의 지문 이미지들을 획득하기 이전에, 기준 광을 이용하여 기준 지문 이미지를 획득하고, 상기 지정된 지문 이미지와 상기 획득된 기준 지문 이미지의 매칭 여부를 판단하고, 상기 매칭이 실패한 경우, 상기 복수의 파장들의 광들을 이용하여 상기 복수의 지문 이미지들을 획득하는 동작을 수행하도록 설정될 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 다양한 실시예들에 따른 지문 이미지의 검출 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a에서는, 도 4에 도시된 지문 센서(440)가 프리즘(441)이 제거된 상태로 도시되어 있고, 도 4에 도시된 디스플레이(410)가 완충 소자(417)가 제거된 상태로 도시되어 있다.
도 5a를 참조하면, 릿지(451) 및 밸리(453) 각각의 폭 또는 이들간의 간격은 최소 100μm 이상일 수 있다. 예를 들어, 성인 남자의 경우, 릿지(451) 및 밸리(453) 각각의 폭은 150~200μm일 수 있다.
지문 이미지에서 릿지(451) 및 밸리(453)에 대응하는 이미지 부분들을 구분하기 위해서, 이미지 센서(445)의 픽셀들(447)의 간격은 50μm 이하일 수 있다. 렌즈(442) 및 픽셀(447)의 정렬을 위해 렌즈들(442)의 간격은 이미지 센서(445)의 픽셀들(447) 간격보다 더 작을 수 있다. 예를 들어, 하나의 렌즈(442)는 하나의 홀(444)을 가질 수 있다.
렌즈(442)를 통과할 수 있는 광의 시야는 렌즈(442)의 홀(444)의 폭과 렌즈(442)의 높이에 따라 결정될 수 있다. 렌즈(442)를 통과하는 광 중에서, 렌즈(442)에 수직으로 입사하는 광이 가장 많은 비율을 차지할 수 있다. 렌즈(442)를 통과하는 광 중에서, 렌즈(442)에 경사지게 입사하는 광의 광량은 홀(444)의 폭 및 높이에 따라 결정될 수 있다. 렌즈(442)에 경사지게 입사하는 광의 광량은 지문 이미지의 신호 대 잡음 비(Signal to Noise Ratio : SNR)에 중요한 영향을 미칠 수 있다.
릿지(451) 및 밸리(453) 각각의 폭 또는 이들간의 간격(예: 100μm 이상)보다 좁은 간격(예: 50μm 이하)을 갖는 렌즈들(442) 각각에 입사하는 광은 대부분 밸리(453) 및 커버(411) 사이의 공기층과 커버(411)의 경계로부터 반사되는 광일 수 있다. 반사된 광의 대부분은 밸리(453)와 정렬된 홀(444) 또는 렌즈(442)를 통과할 수 있고, 반사된 광의 일부는 렌즈(442)의 시야를 벗어나서 다른 홀 또는 다른 렌즈를 통과하여 노이즈로 작용할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 이미지 센서(예: 이미지 센서(445))에 의해 검출된 지문 이미지(500)는, 지문(예: 지문(450))의 밸리(예: 밸리(453))에 대응하는 밝은 제1 이미지 부분(510) 및 지문의 릿지(예: 릿지(451))에 대응하는 어두운 제2 이미지 부분(520)을 포함할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 지문 센서(예: 지문 센서(440))의 경우, 지문(450)과 적어도 일부 접촉하도록 배치된 커버(411)의 표면으로부터 반사된 광을 검출하기 때문에, 선명한 지문 이미지를 얻기 위해서는, 지문(450)의 릿지(451)가 커버(411)의 표면에 밀착되어 광의 반사를 최소화하고, 지문(450)의 밸리(453)가 커버(411)의 표면으로부터 이격되어 광의 반사를 최소화하는 것이 필요할 수 있다.
사용자의 주변 환경이나 행동에 의해 지문(450)의 상태는 계속적으로 변할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 손이 건조한 상태가 되면, 릿지(451)의 탄력이 감소하여 릿지(451)의 전체가 커버(411)에 밀착되지 않을 수 있고, 이로 인해 릿지(451)와 커버(411)의 사이에 스몰 밸리(455)가 발생될 수 있다. 릿지(451)를 향해 출력된 광의 일부는 커버(411)의 표면에 밀착된 릿지(451)의 부분에 의해 흡수될 수 있다. 릿지(451)를 향해 출력된 광의 다른 일부는, 스몰 밸리(455)와 커버(411)의 사이의 공기층으로 인해, 공기층과 커버(411)의 경계로부터 지문 센서를 향해 반사될 수 있다. 릿지(451)에 대응되는 이미지 센서(445)의 픽셀(447)에는 정상 상태의 광량보다 적은 광량의 광이 수신되고, 지문 이미지(500)에서 지문(450)의 밸리(453)에 대응하는 밝은 제1 이미지 부분(510) 및 지문(450)의 릿지(451)에 대응하는 제2 이미지 부분(520)의 밝기 차이가 정상 상태보다 감소될 수 있어서, 지문 인식률이 감소될 수 있다.
도 5d에서는, 도 5a에 도시된 지문 센서(440)의 일부가 도시되고, 도 4에 도시된 정삼각형 프리즘(441)이 직각 삼각형 프리즘(541)으로 대체되어 있다.
도 5d를 참조하면, 프리즘(541)은, 경사지게 입사된 광을 편향시켜서 이미지 센서(445)에 수직으로 입사하도록 구성될 수 있다. 프리즘(541)이 갖는 굴절률과 프리즘(541)의 표면(또는 경사면)의 물리적인 각도에 따라, 프리즘(541)으로부터 이미지 센서(445)를 향해 출력되는 광의 각도를 조절할 수 있다.
한 실시예에서, 프리즘(541)으로는, 색분산을 최대화시킬 수 있는 삼각형(Triangular)/Abbe/Pellin-Broca/Amici/컴파운드(Compound) 프리즘을 사용하여, 광을 여러 번 굴절하여 광의 각각의 파장 성분들을 최대한으로 분산시킬 수 있다.
한 실시예에서, 프리즘(541)은, 광 투과율이 95% 이상인 분산 프리즘(dispersion prism)이고, 아베수(Abbe's Number)가 작고, 파장에 따른 굴절률의 차이가 큰 물질로 이루어진다는 특성들을 가질 수 있다.
한 실시예에서, 복층 구조로 배치된 복수의 프리즘들(또는 프리즘 시트)를 이용하여 집광 효율을 높일 수 있다.
프리즘(541)에 입사된 광의 색상(또는 색상)에 따라, 프리즘(541)의 표면에서 편향되는 광의 각도가 다를 수 있다. 이와 반대로, 예를 들어, 적색광, 청색광 및 녹색광이 서로 다른 방향에서(또는 서로 다른 입사각들로) 프리즘(541)에 입사할 경우, 프리즘(541)을 통과한 적색광, 청색광 및 녹색광은 한 방향(또는 한 곳)으로 집광될 수 있다. 프리즘(541)의 집광 특성에 따라, 고정된 프리즘(또는 프리즘 시트)를 이용하더라도 지문을 향해 출력되는 광의 색상을 변경시켜서 각 색상마다 서로 다른 위치에 형성된 지문 이미지들을 획득할 수 있다.
이미지 센서(445)에 한 위치에 입사하는 서로 다른 파장의 광들은, 지문과 적어도 일부 접촉하는 커버(411)의 서로 다른 위치들에서 반사될 수 있다.
프리즘(541)을 통과하는 광들의 파장들이 약 100nm의 차이를 가질 경우, 이미지 센서(445)의 한 위치로 집광되는 광들을 기준으로, 광들은 약 0.2도 정도의 입사각 차이와 1mm 거리의 반사 위치 간격을 가질 수 있다.
한 실시예에서, 반사 위치(또는 지문의 위치)에서 볼 때 파장 별로 약 5μm의 간격으로 파장별 지문 이미지들을 관측할 수 있다. 예를 들어, 컴파운드 프리즘(Compound prism)과 같이, 파장을 최대한 분리할 수 있는 프리즘을 사용하면 더 넓은 간격으로 파장별 지문 이미지들을 관측할 수 있다.
도 6a 내지 도 6e는 다양한 실시예들에 따른 프리즘의 종류들을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6e에 도시된 지문 센서들(440a~440e)는 도 4에 도시된 지문 센서(440)와 유사하며, 단지 프리즘의 형태 및/또는 배열에 있어서 차이가 있으므로, 동일한 구성 소자들에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 6a를 참조하면, 지문 센서(440a)는, 복수의 정삼각형 프리즘들(441a)를 포함할 수 있다. 정삼각형 프리즘(441a)은 사각형 밑면, 2개의 정삼각형 측면들, 및 2개의 정삼각형 측면들 사이에 위치하는 2개의 사각형 측면들을 포함할 수 있다. 정삼각형 프리즘(441a)은, 정삼각형 프리즘(441a)의 정점과 정렬된 커버(411)의 초점 포인트로부터 반사되어 2개의 사각형 측면들에 입사하는 광을 시준화(또는 평행화)할 수 있다.
한 실시예에서, 지문(450)의 릿지(451)의 폭은 150~200μm일 수 있으며, 하나의 릿지(451)와 이미지 센서(445)의 복수의 픽셀들(447)이 정렬될 수 있다. 픽셀(447)과 대응되는 커버(411)의 특정 초점 포인트에서 이격된 위치로부터 반사되는 광은 픽셀(447)과 정렬된 렌즈(442)에 의해 차단되거나 정삼각형 프리즘(441a)에 의해 지문 센서(440a)의 외부로 굴절 또는 반사될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 지문 센서(440b)는, 복수의 직각 삼각형 프리즘들(441b)를 포함할 수 있다. 직각 삼각형 프리즘(441b)은 사각형 밑면, 2개의 직각 삼각형 측면들, 및 2개의 직각 삼각형 측면들 사이에 위치하는 2개의 사각형 측면들을 포함할 수 있다. 직각 삼각형 프리즘(441b)은, 초점 포인트보다 넓은 커버(411)의 표면 영역으로부터 반사되어 경사진 사각형 측면에 입사하는 광을 직각 삼각형 프리즘(441b)과 정렬된 픽셀(447)로 편향시킬 수 있다. 표면 영역의 범위는 경사진 사각형 측면의 경사각을 변경하여 조절될 수 있다.
도 6c를 참조하면, 지문 센서(440c)는, 복수의 사다리꼴 프리즘들(441c)를 포함할 수 있다. 아미치(Amici) 프리즘이라고도 칭하는 사다리꼴 프리즘(441c)은 사각형 밑면, 사각형 상면, 상면 및 밑면 사이의 2개의 사다리꼴 측면들, 및 상면 및 밑면 사이 및 2개의 사다리꼴 측면들 사이에 위치하는 2개의 사각형 측면들을 포함할 수 있다. 사다리꼴 프리즘(441c)은, 초점 포인트보다 넓은 커버(411)의 표면 영역으로부터 수직으로 반사되어 상면에 입사하는 광을 최대한 집광하거나, 사각으로 반사되어 경사진 2개의 사각형 측면들에 입사하는 광을 사다리꼴 프리즘(441c)과 정렬된 픽셀(447)로 편향시킬 수 있다. 사다리꼴 프리즘(441c)은, 정삼각형 프리즘(441a)의 경우보다 넓은 커버(411)의 표면 영역으로부터 더 많은 광량의 광을 수광할 수 있다.
한 실시예에서, 사다리꼴 프리즘들(441c)은 복층 구조로 배치될 수 있다.
도 6d를 참조하면, 지문 센서(440d)는, 복수의 프리즘들(441d)를 포함할 수 있다. 복수의 프리즘들(441d)의 각각은, 정삼각형 프리즘, 직각 삼각형 프리즘, 또는 사다리꼴 프리즘 중의 하나일 수 있다. 이미지 센서(445)의 복수의 픽셀들(447)의 각각에 복수의 프리즘들(441d)이 정렬될 수 있다.
도 6e를 참조하면, 지문 센서(440e)는, 복수의 프리즘들(441e)를 포함할 수 있다. 복수의 프리즘들(441e)은 복층 구조로 배치될 수 있다. 제1층의 프리즘들과 제2층의 프리즘들은 서로 직교하거나 동일한 방향으로 배치될 수 있다. 복수의 프리즘들(441e)의 각각은, 정삼각형 프리즘, 직각 삼각형 프리즘, 또는 사다리꼴 프리즘 중의 하나일 수 있다. 이미지 센서(445)의 복수의 픽셀들(447)의 각각에 복수의 프리즘들(441e)이 정렬될 수 있다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른 지문 인증 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
지문 인증 방법은 710 내지 770 동작들을 포함할 수 있다. 지문 인증 방법의 각 단계/동작은, 전자 장치(예: 전자 장치(101, 301, 또는 401)), 전자 장치의 적어도 하나의 프로세서(예: 프로세서(120)), 또는 전자 장치의 제어부(예: 프로세서(120), 지문 센서 영역(363)/지문 센서(376 또는 440), 광원(430) 또는 표시 장치(160)/디스플레이(360 또는 410) 중의 둘 이상의 조합) 중의 적어도 하나에 의해 수행될 수 있다. 일실시예에 따르면, 710 내지 770 동작들 중 적어도 하나가 생략되거나, 일부 동작들의 순서가 바뀌거나, 다른 동작이 추가될 수 있다.
710 동작에서, 전자 장치 또는 프로세서(이하, 전자 장치라고 함)는 기준광을 이용하여 사용자의 지문 이미지/데이터를 획득할 수 있다.
한 실시예에서, 전자 장치는 광원(430) 또는 디스플레이 패널(415)을 이용하여, 가시광선 대역 300~800nm 및 적외선 영역 800nm~1000nm에서 선택된 파장을 갖는 기준광을 생성할 수 있다.
720 동작에서, 전자 장치는 지문 인증의 성공 여부를 결정할 수 있다.
전자 장치는 지문 인증을 수행할 수 있다. 전자 장치는 획득한 지문 이미지/데이터(즉, 지문 정보)를 710 동작 이전에 메모리(예: 메모리(130))에 미리 저장된 지문 이미지/데이터(즉, 지문 정보)와 비교할 수 있다.
한 실시예에서, 전자 장치는 검출된 지문 이미지/데이터와 미리 저장된 지문 이미지/데이터의 일치 정도/정합 정도/유사도를 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 일치 정도/정합 정도/유사도는 미리 저장된 지문 이미지/데이터의 특징 값/데이터/패턴/이미지와 일치하는 검출된 지문 이미지/데이터의 특징 값/데이터/패턴/이미지의 개수, 또는 미리 저장된 지문 이미지/데이터의 특징 값/데이터/패턴/이미지의 전체 개수에 대한 일치하는 개수의 비율에 근거하여 결정될 수 있다.
전자 장치는 지문 인증의 성공 여부를 결정할 수 있다. 전자 장치는, 지문 인증이 성공하면 760 동작을 수행할 수 있고, 지문 인증이 실패하면 730 동작을 수행할 수 있다.
한 실시예에서, 전자 장치는 검출된 지문 이미지/데이터와 미리 저장된 지문 이미지/데이터의 일치/유사도의 값이 미리 설정된 임계값 이상인 경우에, 지문 인증이 성공한 것으로 결정할 수 있다. 전자 장치는 일치/유사도의 값이 미리 설정된 임계값 미만인 경우에, 지문 인증이 실패한 것으로 결정할 수 있다.
730 동작에서, 전자 장치는, 미리 지정된 복수의 파장들 또는 컬러들과 관련된 파장별/컬러별 지문 이미지들을 획득할 수 있다.
한 실시예에서, 전자 장치는, 복수의 파장들/컬러들의 광들을 출력하는 복수의 광원들, 복수의 파장들/컬러들의 광들을 순차로 출력하는 파장 가변 광원, 또는 디스플레이 패널을 이용하여, 복수의 파장들/컬러들의 광들을 순차로 지문을 향해 출력할 수 있다. 전자 장치는, 이미지 센서(445)를 이용하여 복수의 파장들/컬러들의 지문 이미지들을 순차로 획득/검출할 수 있다.
예를 들어, 복수의 파장들/컬러들의 광들을 출력하는 a, b, … n 광원들을 순차로 구동하는 경우, 광들이 건조한 상태가 아닌 정상적인 상태의 릿지에 입사하면, 지문 이미지들에서 릿지에 대응되는 부분들은 어두운 부분을 나타내는 컬러(예: 블랙)를 가질 수 있다. 지문 이미지들에서 밸리에 대응되는 부분은 밝은 부분을 나타내는 컬러(예: 화이트)를 가질 수 있다.
예를 들어, 광들이 건조한 상태의 릿지(즉, 스몰 밸리를 갖는 릿지)에 입사하면, a, b, c, d 광원들에 대응하는 지문 이미지들에서는 릿지에 대응되는 부분들은 어두운 부분을 나타내는 컬러(예: 블랙)를 가질 수 있고, e 광원에 대응하는 지문 이미지에서는 릿지에 대응되는 부분이 밝은 부분을 나타내는 컬러(예: 화이트)를 가질 수 있고, f,g,… n 광원들에 대응하는 지문 이미지들에서는 릿지에 대응되는 부분들은 어두운 부분을 나타내는 컬러(예: 블랙)를 가질 수 있다. 즉, e 광원에 대응하는 지문 이미지에서는 릿지가 밸리로 잘못 인식될 수 있다.
스몰 밸리의 폭은 일반적인 밸리의 폭인 200μm보다 훨씬 작기 때문에 스몰 밸리와 정렬된(또는 스몰 밸리를 관측하는) 픽셀은 각각의 광원에 대해 연속적인 값(예: 광량, 광 세기 또는 광 파워를 나타내는 전압 값)을 출력하지 않을 수 있다.
740 동작에서, 전자 장치는, 픽셀의 출력 값을 지정된 임계값과 비교하여, 해당 이미지 부분이 밝은 부분을 나타내는 컬러를 갖는지(또는, 밸리인지) 또는 어두운 부분을 나타내는 컬러를 갖는지(또는, 릿지인지)를 결정할 수 있다.
전자 장치는, 이미지 처리 정보에 적어도 일부 근거하여, 보정된 지문 이미지/데이터를 생성할 수 있다.
750 동작에서, 전자 장치는 지문 인증의 성공 여부를 결정할 수 있다.
전자 장치는 지문 인증을 수행할 수 있다. 전자 장치는 보정된 지문 이미지/데이터(즉, 지문 정보)를 710 동작 이전에 메모리(예: 메모리(130))에 미리 저장된 지문 이미지/데이터(즉, 지문 정보)와 비교할 수 있다.
전자 장치는 지문 인증의 성공 여부를 결정할 수 있다. 전자 장치는, 지문 인증이 성공하면 760 동작을 수행할 수 있고, 지문 인증이 실패하면 770 동작을 수행할 수 있다.
760 동작에서, 전자 장치는 인증 성공과 관련된 기능을 수행할 수 있다. 전자 장치의 특정 기능은 사용자 설정, 자동 설정, 환경 설정 중의 적어도 하나에 의해 지문 인증과 연관될 수 있다. 전자 장치는 전자 장치의 특정 기능과 지문 인증의 연관 정보를 메모리에 저장할 수 있다.
770 동작에서, 전자 장치는 사용자에게 인증 실패를 통지할 수 있다. 일실시예에서, 전자 장치는 시각적/청각적/촉각적 통지/알림(예: 음성 출력, 진동 출력, 그래픽 요소의 표시 중의 적어도 하나)을 수행할 수 있다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 지문 기반 동작 방법을 나타내는 흐름도이다. 지문 기반 동작 방법은 810 내지 860 동작들을 포함할 수 있다. 지문 인증 방법의 각 단계/동작은, 전자 장치(예: 전자 장치(101, 301, 또는 401)), 전자 장치의 적어도 하나의 프로세서(예: 프로세서(120)), 또는 전자 장치의 제어부(예: 프로세서(120), 지문 센서 영역(363)/지문 센서(376 또는 440), 광원(430) 또는 표시 장치(160)/디스플레이(360 또는 410) 중의 둘 이상의 조합) 중의 적어도 하나에 의해 수행될 수 있다. 일실시예에 따르면, 810 내지 860 동작들 중 적어도 하나가 생략되거나, 일부 동작들의 순서가 바뀌거나, 다른 동작이 추가될 수 있다.
810 동작에서, 전자 장치는 사용자의 지문 이미지/데이터(즉, 지문 정보)(예: 710 동작의 지문 이미지/데이터 또는 740 동작의 보정된 지문 이미지/데이터)가 검출되는지의 여부를 확인할 수 있다. 전자 장치는, 지문 이미지/데이터가 검출되면 820 동작을 수행할 수 있고, 지문 이미지/데이터가 검출되지 않으면 810 동작을 주기적으로 수행할 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 장치는, 외부 주변광(또는 태양광)에 의한 노이즈를 억제하기 위해, 지문 센서(예: 지문 센서(376 또는 440))의 이미지 센서(예: 이미지 센서(445))의 노출 시간을 미리 설정된 임계 시간 이상으로 유지할 수 있다.
820 동작에서, 전자 장치는 지문 이미지에 대해 이미지 관련 처리를 수행할 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 장치는 지문 기반 동작 방법을 수행하기 이전에 지문 센서의 노이즈 신호(예: 광원(430) 및/또는 디스플레이 패널(415)의 배면광에 의한 노이즈 신호)에 대한 정보를 측정할 수 있다. 전자 장치는 지문 이미지에 해당하는 지문 센서의 출력 신호로부터 측정된 노이즈 신호를 감산함으로써, 지문 이미지의 노이즈를 감소시킬 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 장치는 지문 이미지에 해당하는 지문 센서의 출력 신호로부터 노이즈 부분에 해당하는 주파수 성분을 제거할 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 장치는, 시간 도메인(time domain)의 데이터를 주파수 도메인(frequency domain)의 데이터로 변환하기 위해, 지문 데이터를 푸리에 변환(Fourier transform)할 수 있다. 전자 장치는 푸리에 변환된 지문 데이터에서 노이즈 부분에 해당하는 주기적 성분, 고주파 영역 또는 저주파 영역을 제거할 수 있다. 전자 장치는, 주파수 도메인의 데이터를 시간 도메인의 데이터로 변환하기 위해, 노이즈가 제거된 지문 데이터를 푸리에 역변환할 수 있다.
830 동작에서, 전자 장치는 지문 인증을 수행할 수 있다. 전자 장치는 검출된 지문 이미지/데이터를 810 동작 이전에 메모리(예: 메모리(130))에 미리 저장된 지문 이미지/데이터(즉, 지문 정보)와 비교할 수 있다.
한 실시예에서, 전자 장치는 검출된 지문 이미지/데이터와 미리 저장된 지문 이미지/데이터의 일치 정도/정합 정도/유사도를 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 일치 정도/정합 정도/유사도는 미리 저장된 지문 이미지/데이터의 특징 값/데이터/패턴/이미지와 일치하는 검출된 지문 이미지/데이터의 특징 값/데이터/패턴/이미지의 개수, 또는 미리 저장된 지문 이미지/데이터의 특징 값/데이터/패턴/이미지의 전체 개수에 대한 일치하는 개수의 비율에 근거하여 결정될 수 있다.
840 동작에서, 전자 장치는 지문 인증의 성공 여부를 결정할 수 있다. 전자 장치는, 지문 인증이 성공하면 860 동작을 수행할 수 있고, 지문 인증이 실패하면 850 동작을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치는 검출된 지문 이미지 데이터와 미리 저장된 지문 이미지 데이터의 일치/유사도의 값이 미리 설정된 임계값 이상인 경우에, 지문 인증이 성공한 것으로 결정할 수 있다. 전자 장치는 일치/유사도의 값이 미리 설정된 임계값 미만인 경우에, 지문 인증이 실패한 것으로 결정할 수 있다.
850 동작에서, 전자 장치는 사용자에게 인증 실패를 통지할 수 있다. 일실시예에서, 전자 장치는 시각적/청각적/촉각적 통지/알림(예: 음성 출력, 진동 출력, 그래픽 요소의 표시 중의 적어도 하나)을 수행할 수 있다.
860 동작에서, 전자 장치는 인증 관련 기능을 수행할 수 있다. 전자 장치 또는 어플리케이션의 특정 기능은 사용자 설정, 자동 설정, 환경 설정 중의 적어도 하나에 의해 지문 인증과 연관될 수 있다. 전자 장치는 전자 장치 또는 어플리케이션의 특정 기능과 지문 인증의 연관 정보를 메모리에 저장할 수 있다.
일실시예에 따르면, 인증 관련 기능은, 언락 기능, 어플리케이션 실행 기능, 개인 인증 기능, 멀티미디어 제어 기능, 입력 인터페이스 변경 기능 및 모드 변경 기능 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.
언락 기능은 지문 입력을 통해 특정 기능/그래픽 요소의 잠금을 해제하는 기능을 포함할 수 있다. 어플리케이션 실행 기능은 게임 애플리케이션, SNS 애플리케이션, 문서 작성 애플리케이션, 또는 멀티미디어 애플리케이션 중의 적어도 하나를 실행하는 기능, 또는 통신 어플리케이션(예: 전화 애플리케이션 또는 메시지 애플리케이션)을 통해 해당 연락처로 연결하는 기능을 포함할 수 있다. 개인 인증 기능은 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102 또는 104))로 지문 정보, 메모리에 저장된 다른 개인/인증/비밀 정보, 인증 결과에 대한 정보, 인증 성공시에 설정된 정보 중의 적어도 하나를 전송하는 기능을 포함할 수 있다. 멀티미디어 제어 기능은 제어 메뉴(예: 볼륨 제어 메뉴 또는 재생 메뉴)를 표시하는 기능, 볼륨 제어 기능(예: 볼륨 증가, 볼륨 감소, 또는 무음 처리), 또는 재생 제어 기능(예: 되감기, 빨리 감기, 일시 정지, 또는 재생)을 포함할 수 있다. 인터페이스 변경 기능은 입력 인터페이스, 출력 인터페이스, 또는 통신 인터페이스 중의 적어도 하나를 변경하는 기능을 포함할 수 있다. 모드 변경 기능은 제1 모드(예: 일반 모드, 게스트 모드, 또는 제한된 모드)에서 제2 모드(예: 편집 모드, 관리자 모드, 또는 제한 해제 모드)로 변경하는 기능을 포함할 수 있다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 지문 기반 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전자 장치(901)(예: 전자 장치(101, 301, 또는 401))는 디스플레이(906)(예: 표시 장치(160) 또는 디스플레이(360 또는 410))에 잠금 화면(910)을 표시할 수 있다. 일실시예에 따르면, 잠금 화면(910)은, 지문 인증을 위한 제1 그래픽 요소(913), 홍채 인증을 위한 제2 그래픽 요소(915) 및 얼굴 인증을 위한 제3 그래픽 요소(917)를 포함할 수 있다. 전자 장치(901)는 지문 인증을 위한 제1 그래픽 요소(913) 상의 사용자의 지문 입력을 검출할 수 있다.
사용자의 지문 입력이 검출되면, 전자 장치는 검출된 지문 이미지/데이터(예: 710 동작의 지문 이미지/데이터 또는 740 동작의 보정된 지문 이미지/데이터)와 메모리(예: 메모리(130))에 미리 저장된 지문 이미지/데이터의 비교에 근거하여 지문 인증의 성공 여부를 결정할 수 있다.
홍채 인증을 위한 제2 그래픽 요소(915)가 선택되면, 전자 장치(901)는 홍채 촬영을 위한 안내 화면을 표시할 수 있다. 전자 장치(901)는 사용자의 홍채를 촬영할 수 있고, 촬영을 통해 획득한 홍채 이미지 데이터와 메모리에 미리 저장된 홍채 이미지 데이터의 비교에 근거하여 홍채 인증의 성공 여부를 결정할 수 있다.
얼굴 인증을 위한 위한 제3 그래픽 요소(917)가 선택되면, 전자 장치(901)는 얼굴 촬영을 위한 안내 화면을 표시할 수 있다. 전자 장치(901)는 사용자의 얼굴을 촬영할 수 있고, 촬영을 통해 획득한 얼굴 이미지 데이터와 메모리에 미리 저장된 얼굴 이미지 데이터의 비교에 근거하여 홍채 인증의 성공 여부를 결정할 수 있다.
지문/홍채/얼굴 인증이 성공한 경우, 전자 장치(901)는 잠금을 해제하고, 홈 화면 또는 잠금 직전의 어플리케이션 화면을 표시할 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 지문 기반 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10a를 참조하면, 전자 장치(1001)(예: 전자 장치(101, 301, 또는 401))는 적어도 하나의 아이템에 대한 정보가 저장된 통합 저장 영역에 대한 제1 인터페이스(1010)를 디스플레이(1006)(예: 표시 장치(160) 또는 디스플레이(360 또는 410)) 상에 표시할 수 있다. 제1 인터페이스(1010)는 디스플레이(1006)를 통해서 적어도 하나의 아이템을 선택하기 위한 적어도 하나의 제1 그래픽 요소/영역(1021, 1023, 1025 또는 1027)(예: 체크 표시) 및 구매(또는 결제) 기능에 대응하는 제2 그래픽 요소(1030)/영역(예: 구매하기 버튼)을 포함할 수 있다.
제2 그래픽 요소/영역(1030)에 대한 터치/선택이 검출되면, 전자 장치(1001)는 도 10b에 도시된 같이 결제를 위한 제2 인터페이스(2410)를 디스플레이(1006) 상에 표시할 수 있다.
도 10b를 참조하면, 제2 인터페이스(1040)는 적어도 하나의 아이템에 대응하는 결제 정보, 결제 수단 정보, 사용자 인증에 대응하는 그래픽 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 인터페이스(1040)는 적어도 하나의 아이템에 대한 가격 정보에 대응하는 제3 그래픽 요소/영역(1051), 결제를 위한 결제 수단(예: 카드)에 대한 정보 또는 결제 수단을 선택하기 위한 기능에 대응하는 제4 그래픽 요소/영역(1053) 및 사용자 인증을 위한 생체 인증 정보를 획득하기 위한 기능에 대응하는 제5 그래픽 요소/영역(1055)를 포함할 수 있다.
전자 장치(1001)는 디스플레이(1006)를 통해서 결제를 위한 카드를 선택하기 위한 터치 입력을 수신할 수 있다. 전자 장치(1001)는 제5 그래픽 객체/영역(1055) 상의 지문 입력을 검출할 수 있다. 전자 장치(1001)는 검출된 지문 이미지/데이터(예: 710 동작의 지문 이미지/데이터 또는 740 동작의 보정된 지문 이미지/데이터)와 미리 저장된 지문 이미지/데이터를 비교할 수 있다. 지문 인증이 성공하면, 전자 장치(1001)는 적어도 하나의 아이템에 대한 결제 정보를 생성할 수 있다. 전자 장치(1001)는 생성된 결제 정보 및/또는 선택된 카드에 대한 정보를 적어도 하나의 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) 또는 판매자 서버로 전송할 수 있다
101: 전자 장치, 120: 프로세서, 130: 메모리, 150: 입력 장치, 160: 표시 장치, 190: 통신 모듈

Claims (20)

  1. 지문 센서에 있어서,
    광의 적어도 일부를 적어도 하나의 광 센서로 향하는 경로로 굴절하는 굴절 부재;
    상기 굴절 부재 아래에 배치되고, 상기 광을 획득하기 위한 상기 적어도 하나의 광 센서; 및
    상기 굴절 부재와 상기 적어도 하나의 광 센서 사이에 배치되고, 상기 굴절된 광이 상기 적어도 하나의 광 센서로 전달되도록 상기 경로를 제공하는 가이드 부재를 포함하는 지문 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    투명한 커버를 더 포함하는 지문 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커버를 향해 상기 광을 출력하도록 구성된 광원을 더 포함하는 지문 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가이드 부재는, 복수의 홀들 및 상기 복수의 홀들을 한정하는 격벽을 포함하는 렌즈 시트인 지문 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 격벽은 입사된 광을 흡수 또는 반사하는 특성을 갖는 지문 센서.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 광원은 상기 지문 센서를 포함하는 전자 장치의 디스플레이에 포함된 복수의 픽셀들을 포함하는 지문 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 굴절 부재는, 기판 및 상기 기판의 일면으로부터 돌출된 복수의 프리즘들을 포함하는 프리즘 시트인 지문 센서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 굴절 부재의 적어도 한 면 또는 길이 방향에 수직인 단면은, 정삼각형, 직각 삼각형, 또는 사다리꼴의 형태를 갖는 지문 센서.
  9. 전자 장치에 있어서,
    투명한 커버;
    상기 커버를 향해 광을 출력하도록 구성된 광원;
    상기 광의 적어도 일부를 적어도 하나의 광 센서로 향하는 경로로 굴절하는 굴절 부재;
    상기 굴절 부재 아래에 배치되고, 상기 광을 획득하기 위한 상기 적어도 하나의 광 센서; 및
    상기 굴절 부재와 상기 적어도 하나의 광 센서 사이에 배치되고, 상기 굴절된 광이 상기 적어도 하나의 광 센서로 전달되도록 상기 경로를 제공하는 가이드 부재를 포함하는 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    프로세서를 더 포함하고, 상기 프로세서는,
    복수의 파장들의 광들을 이용하여 복수의 지문 이미지들을 획득하고,
    상기 복수의 지문 이미지들에 근거하여, 사용자의 지문 정보를 획득하고,
    지정된 지문 정보와 상기 획득된 지문 정보의 매칭 여부를 판단하도록 설정된 전자 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 매칭 여부의 판단에 근거하여, 상기 사용자의 인증 성공 또는 실패를 결정하도록 설정된 전자 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 복수의 지문 이미지들에 근거하여, 위치별 릿지 또는 밸리 여부를 판단하고,
    상기 위치별 릿지 또는 밸리 여부의 판단 및 상기 복수의 지문 이미지들에 근거하여, 상기 사용자의 지문 정보를 획득하도록 설정된 전자 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 프로세서는,
    복수의 지문 이미지들을 획득하기 이전에, 기준 광을 이용하여 기준 지문 이미지를 획득하고,
    상기 지정된 지문 이미지와 상기 획득된 기준 지문 이미지의 매칭 여부를 판단하고,
    상기 매칭이 실패한 경우, 상기 복수의 파장들의 광들을 이용하여 상기 복수의 지문 이미지들을 획득하는 동작을 수행하도록 설정된 전자 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 굴절 부재는, 복수의 홀들 및 상기 복수의 홀들을 한정하는 격벽을 포함하는 렌즈 시트인 전자 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 격벽은 입사된 광을 흡수 또는 반사하는 특성을 갖는 전자 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 광원은 상기 전자 장치의 디스플레이에 포함된 복수의 픽셀들을 포함하는 전자 장치.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 굴절 부재는, 기판 및 상기 기판의 일면으로부터 돌출된 복수의 프리즘들을 포함하는 프리즘 시트인 전자 장치.
  18. 제9항에 있어서,
    상기 굴절 부재의 적어도 한 면 또는 길이 방향에 수직인 단면은, 정삼각형, 직각 삼각형, 또는 사다리꼴의 형태를 갖는 전자 장치.
  19. 제9항에 있어서,
    상기 광 센서는 복수의 픽셀들을 포함하고, 상기 복수의 픽셀들 간의 간격은 0보다 크고 50μm 이하인 전자 장치.
  20. 제9항에 있어서,
    상기 굴절 부재는 복수의 프리즘 층들을 포함하는 전자 장치.
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