KR101613123B1 - Fingerprint detecting apparatuse and driving signal attenuation compensation method - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따르면, 구동 신호가 인가되는 외부 전극; 상기 구동 신호 인가에 따른 응답 신호를 출력하는 복수개의 센서 패드들을 포함하며, 상기 외부 전극과 인접하게 배치되는 센서 어레이; 입력되는 신호에 대응하여 기설정된 이득에 따라 상기 구동 신호를 출력하는 버퍼를 포함하는 구동 신호 공급부; 및 상기 구동 신호 공급부로부터 출력되는 구동 신호의 크기에 기초하여, 상기 구동 신호의 감쇄를 보상하기 위한 보상부를 포함하는, 지문 검출 장치가 제공된다.According to an embodiment, an external electrode to which a driving signal is applied; A sensor array including a plurality of sensor pads for outputting a response signal in response to application of the driving signal, the sensor array being disposed adjacent to the external electrodes; A driving signal supplier including a buffer for outputting the driving signal according to a predetermined gain corresponding to an input signal; And a compensating unit for compensating for the attenuation of the driving signal based on the magnitude of the driving signal output from the driving signal supplying unit.

Description

지문 검출 장치 및 이의 구동 신호 감쇄 보상 방법{FINGERPRINT DETECTING APPARATUSE AND DRIVING SIGNAL ATTENUATION COMPENSATION METHOD}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a fingerprint detection device and a driving signal attenuation compensation method for the fingerprint detection device,

본 발명은 지문 검출 장치 및 이의 구동 신호 감쇄 보상 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 구동 신호의 크기를 실시간으로 측정하고 측정된 크기에 따라 전체 시스템을 제어함으로써, 구동 신호 감쇄 현상을 보상하는 지문 검출 장치 및 이의 구동 신호 감쇄 보상 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a fingerprint detection apparatus and a method for compensating a drive signal attenuation thereof, and more particularly, And a driving signal attenuation compensation method therefor.

지문의 무늬는 사람마다 다르기 때문에, 개인 식별 분야에 많이 이용되고 있다. 특히, 지문은 개인 인증 수단으로서 금융, 범죄수사, 보안 등의 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다.Since fingerprints vary from person to person, they are widely used in the field of personal identification. In particular, fingerprints are widely used in various fields such as finance, crime investigation and security as personal authentication means.

이러한 지문을 인식하여 개인을 식별하기 위해 지문 인식 센서가 개발되었다. 지문 인식 센서는 사람의 손가락을 접촉하고 손가락 지문을 인식하는 장치로서, 정당한 사용자인지 여부를 판단할 수 있는 수단으로 활용되고 있다.A fingerprint recognition sensor has been developed to recognize these fingerprints and identify them. The fingerprint recognition sensor is a device for recognizing a fingerprint of a finger by contacting a finger of a person, and is used as a means for determining whether or not the user is a legitimate user.

지문 인식 센서를 구현하는 방식으로는 광학방식, 열감지 방식 및 정전용량 방식 등의 다양한 인식 방식이 알려져 있다. 이 중 정전용량 방식의 지문 인식 센서는 사람의 손가락 표면이 도전성 감지 패턴에 접촉될 때 지문의 골과 마루 형상에 따른 정전용량의 변화를 검출함으로써 지문의 모양(지문 패턴)을 획득한다.Various recognition methods such as an optical method, a thermal sensing method, and a capacitive sensing method are known as a method of implementing a fingerprint recognition sensor. Among them, the capacitive type fingerprint recognition sensor acquires the shape of the fingerprint (fingerprint pattern) by detecting the change of capacitance according to the shape of the fingerprint and the floor when the finger surface of the person touches the conductive detection pattern.

최근에는 휴대용 장치를 통해, 전화, 문자 메시지 전송 서비스와 같은 통신 기능뿐 아니라, 금융, 보안 등 개인 정보가 활용되는 다양한 부가 기능이 제공되고 있으며, 휴대용 장치의 잠금 장치에 대한 필요성이 더욱 중요하게 부각되고 있다. 이러한 휴대용 장치의 잠금 효과를 향상시키기 위하여, 지문 인식을 통한 잠금 장치가 장착된 단말기를 본격적으로 개발하고 있다.In recent years, various additional functions utilizing personal information such as finance and security have been provided not only in communication functions such as telephone and text message transmission service through portable devices, but also in the necessity of locking devices of portable devices. . In order to improve the locking effect of such a portable device, a terminal equipped with a locking device through fingerprint recognition is being developed in earnest.

지문 센싱시 구동 신호를 인가하고 그 응답신호로 센싱을 하게 되는데, 이때 구동 신호가 센싱 대상이 되는 손가락으로만 인가되어야 각 센싱패드가 정확한 응답신호를 센싱할 수 있다. 그러나, 실제 지문 인식 시에는 사용자가 한 손으로는 단말기를 잡고 나머지 한 손의 지문을 센싱시키게 된다. 이때 구동 신호는 센싱 대상 손가락으로부터 단말기를 쥐고 있는 손과 접촉된 단말기의 메탈 케이스 부분을 통해 흘러 분산되게 된다. 즉, 구동 신호는 센싱 대상 손가락, 메탈케이스와 연결된 다른 회로 구성 등으로 전압 분배되어 감쇄될 수 있다.When a fingerprint is sensed, a driving signal is applied and sensing is performed based on the response signal. At this time, each sensing pad can sense an accurate response signal only when the driving signal is applied to the finger to be sensed. However, in actual fingerprint recognition, the user holds the terminal with one hand and senses the fingerprint of the other hand. At this time, the drive signal is distributed from the finger to be sensed through the metal case part of the terminal in contact with the hand holding the terminal. That is, the driving signal may be voltage-divided and attenuated by the finger to be sensed, another circuit configuration connected to the metal case, and the like.

구동 신호가 감쇄됨에 따라, 구동 신호 공급에 따른 응답을 출력하는 센서 패드로부터의 출력 신호 또한 그 크기가 감쇄되어 출력될 수 있고, 이에 따라, 지문 센싱에 악영향이 발생하게 된다. As the driving signal is attenuated, the output signal from the sensor pad for outputting the response in response to the driving signal supply can also be attenuated in size and output, thereby adversely affecting the fingerprint sensing.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art.

또한, 본 발명의 목적은, 지문 검출 시 손가락에 인가되는 구동 신호가 손가락과 메탈 케이스 사이에서 전압 분배됨에 따라 감쇄되는 정도를 모니터링하고, 이에 타라 구동 신호의 크기 또는 센서 패드로부터의 출력 신호 크기를 보상하여 정상적인 지문 검출이 이루어지도록 하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a fingerprint sensor that monitors the degree to which a drive signal applied to a finger during fingerprint detection is attenuated as the voltage is distributed between the finger and the metal case and measures the magnitude of the Tara drive signal or the output signal size from the sensor pad So that normal fingerprint detection can be performed.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 손가락에 구동 신호가 인가되는 외부 전극; 상기 구동 신호 인가에 따른 응답 신호를 출력하는 복수개의 센서 패드들을 포함하며, 상기 외부 전극과 인접하게 배치되는 센서 어레이; 입력되는 신호에 대응하여 기설정된 이득에 따라 상기 구동 신호를 출력하는 버퍼를 포함하는 구동 신호 공급부; 및 상기 구동 신호 공급부로부터 출력되어 상기 손가락에 인가되는 구동 신호의 크기에 기초하여, 상기 손가락과 메탈 케이스로의 전압 분배에 의한 상기 구동 신호의 감쇄를 보상하기 위한 보상부를 포함하는, 지문 검출 장치가 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided an electronic device including: an external electrode to which a drive signal is applied to a finger; A sensor array including a plurality of sensor pads for outputting a response signal in response to application of the driving signal, the sensor array being disposed adjacent to the external electrodes; A driving signal supplier including a buffer for outputting the driving signal according to a predetermined gain corresponding to an input signal; And a compensator for compensating for attenuation of the drive signal by voltage division into the finger and the metal case based on the magnitude of the drive signal outputted from the drive signal supply unit and applied to the finger / RTI >

상기 버퍼는 전원 전압과 그라운드 전위 사이에서 상기 구동 신호를 출력하고, 상기 보상부는, 상기 구동 신호의 크기를 적어도 하나의 기준값과 비교하고, 비교결과에 기초하여, 상기 버퍼의 상기 전원 전압을 조절하기 위한 버퍼 전원 전압 제어값을 결정할 수 있다. Wherein the buffer outputs the driving signal between a power supply voltage and a ground potential, the compensating unit compares the magnitude of the driving signal with at least one reference value, and adjusts the power supply voltage of the buffer based on the comparison result The buffer power supply voltage control value can be determined.

상기 보상부는, 상기 구동 신호의 크기를 적어도 하나 이상의 기준값과 비교하고, 비교결과에 기초하여, 상기 버퍼의 이득을 조절하기 위한 버퍼 이득 제어값을 결정할 수 있다. The compensating unit may compare the magnitude of the driving signal with at least one reference value and determine a buffer gain control value for adjusting the gain of the buffer based on the comparison result.

상기 보상부는, 상기 구동 신호의 크기를 적어도 하나의 기준값과 비교하고, 비교결과에 기초하여 상기 센서 패드로부터 출력되는 센싱 전압을 보상하기 위한 센싱 전압 제어값을 결정할 수 있다. The compensation unit may compare a magnitude of the driving signal with at least one reference value and determine a sensing voltage control value for compensating a sensing voltage output from the sensor pad based on the comparison result.

상기 지문 검출 장치는, 상기 센서 패드 각각과 연결된 센싱 회로 및 상기 센싱 회로로부터의 출력 신호를 프로세싱하는 신호 처리부를 더 포함하고, 상기 보상부는 상기 결정된 센싱 전압 제어값을 상기 센싱 회로 또는 신호 처리부에 적용할 수 있다. The fingerprint detection device may further include a signal processing unit for processing the output signal from the sensing circuit and the sensing circuit connected to each of the sensor pads, and the compensating unit may apply the determined sensing voltage control value to the sensing circuit or the signal processing unit can do.

상기 센싱 전압 제어값은, 상기 신호 처리부 내의 PGA(Programmable Gain Amplifier) 또는 ADC(Analog to Digital Converter)에 적용될 수 있다. The sensing voltage control value may be applied to a Programmable Gain Amplifier (PGA) or an Analog-to-Digital Converter (ADC) in the signal processing unit.

상기 보상부는, 상기 구동 신호의 크기를 기설정된 이상값(ideal value)과 대비하여, 상기 보상을 수행할 수 있다. The compensation unit may perform the compensation by comparing the magnitude of the drive signal with a predetermined ideal value.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 구동 신호 인가에 따른 손가락으로부터의 응답 신호를 출력하는 복수개의 센서 패드들을 포함하는 지문 검출 장치의 동작 방법으로서, 버퍼에 인에이블 신호 및 소정의 입력 신호를 공급하여 상기 버퍼가 기설정된 이득에 따라 구동 신호를 출력하도록 하는 단계; 상기 버퍼로부터 출력되어 상기 손가락에 인가되는 구동 신호의 크기를 측정하는 단계; 및 상기 측정 결과에 따라, 상기 손가락 및 메탈 케이스 간의 전압 분배에 의한 상기 구동 신호의 감쇄를 보상하기 위한 제어값을 결정하는 단계를 포함하는, 지문 검출 장치의 동작 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a fingerprint detection device including a plurality of sensor pads for outputting a response signal from a finger in response to application of a driving signal, Causing the buffer to output a driving signal according to a predetermined gain; Measuring a size of a driving signal outputted from the buffer and applied to the finger; And determining a control value for compensating for attenuation of the drive signal by voltage division between the finger and the metal case, in accordance with the measurement result.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 손가락에 인가되는 구동 신호의 실제 전압이 모니터링되므로, 메탈 케이스와 손가락 간의 전압 분배에 따른 감쇄 정도를 실시간으로 모니터링 할 수 있다. 그리고 이에 따라 구동 신호의 크기 제어 또는 센서 패드로부터의 출력 신호 크기 제어가 이루어지기 때문에, 구동 신호 감쇄에 따른 영향이 효과적으로 보상될 수 있다. 그 결과, 구동 신호 감쇄에 따른 영향 없이 정상적인 지문이미지를 생성할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, since the actual voltage of the driving signal applied to the finger is monitored, the degree of attenuation due to the voltage distribution between the metal case and the finger can be monitored in real time. Accordingly, since the magnitude of the driving signal is controlled or the magnitude of the output signal from the sensor pad is controlled, the influence of the driving signal attenuation can be effectively compensated. As a result, a normal fingerprint image can be generated without being influenced by the drive signal attenuation.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 검출 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 검출 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 신호의 파형도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 검출 장치의 비교부 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 검출 장치의 비교부 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문 검출 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 구동 신호를 제어한 결과를 설명하는 파형도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 지문 검출 장치에서의 구동 신호 감쇄 보상 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a view showing a schematic configuration of an electronic apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a configuration of a fingerprint detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a fingerprint detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a waveform diagram of a driving signal according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a configuration of a comparison unit of a fingerprint detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining operations of a comparison unit of a fingerprint detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing the configuration of a fingerprint detection apparatus according to another embodiment of the present invention.
8 is a waveform diagram for explaining a result of controlling a driving signal according to another embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method of compensating a driving signal attenuation in a fingerprint detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a schematic configuration of an electronic apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전자 기기는 적어도 일부분에 지문 검출 장치(100)를 구비할 수 있다. 도면에서는 지문 검출 장치(100)가 전자 기기의 일측 가장자리에 형성되는 것으로 도시되었으나, 어느 위치에 형성되어도 본 발명의 범위를 벗어나는 것은 아니다.Referring to FIG. 1, the electronic device may include a fingerprint detection device 100 at least in part. Although the fingerprint detection device 100 is illustrated as being formed on one edge of the electronic device, the fingerprint detection device 100 may be formed at any position without departing from the scope of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기는 소정의 데이터 처리를 수행하여 사용자가 원하는 동작을 수행하는 디지털 기기일 수 있다. 전자 기기는 입력부와 표시부(300)를 구비할 수 있으며, 입력부를 통한 사용자의 소정 동작 명령에 의해 이루어지는 동작에 대한 상태를 표시부(300)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 전자 기기는 표시부(300)를 보호하며, 전자 기기의 전면(前面)을 형성하는 커버유리(500)를 포함할 수 있다.The electronic device according to an embodiment of the present invention may be a digital device that performs predetermined data processing to perform a desired operation by the user. The electronic device may include an input unit and a display unit 300 and may provide a status of an operation performed by a user's predetermined operation command through the input unit to the user through the display unit 300. [ In addition, the electronic apparatus may include a cover glass 500 that protects the display unit 300 and forms a front surface of the electronic apparatus.

도 1에서는 전자 기기의 표시부(300)가 터치스크린 방식으로 구현되어 그 자체로서 입력부의 역할을 동시에 하는 것으로 도시되었으나, 입력부는 예를 들면, 키보드 또는 키패드 방식으로 구현되어 표시부(300)와 별도로 구비될 수도 있다.1, the display unit 300 of the electronic device is implemented by a touch screen method and functions as an input unit itself. However, the input unit may be implemented by a keyboard or a keypad, for example, .

본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기는 메모리 수단을 구비하고 마이크로 프로세서를 탑재하여 연산 능력을 갖춘, 태블릿 PC, 스마트폰, 개인용 컴퓨터, 워크스테이션, PDA, 웹 패드, 이동 전화기, 내비게이션 등과 같은 디지털 기기를 포괄하는 용어로서 이해되어야 한다.An electronic apparatus according to an embodiment of the present invention includes a memory unit and a microprocessor for loading a digital signal such as a tablet PC, a smart phone, a personal computer, a workstation, a PDA, a web pad, a mobile phone, It should be understood as a term covering equipment.

본 발명의 일 실시예에 따른 지문 검출 장치(100)는 센서 상에 손가락을 대면 지문이 읽히는 에어리어(area) 방식 등으로 구현될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 지문 검출 장치(100)는 이에 제한되지 않으며 슬라이드 형으로 구현될 수 있다. 슬라이드 형 지문 검출 장치(100)는 슬라이딩 방식으로 움직이는 손가락의 지문을 센싱하여 단편적인 지문 영상들을 읽어 들인 후, 이 단편 지문 영상을 하나의 영상으로 정합하여 온전한 지문 영상을 구현하는 방식으로 지문 인식을 수행한다. The fingerprint detecting apparatus 100 according to an embodiment of the present invention can be implemented by an area method in which a fingerprint is read when a finger is placed on the sensor. However, the fingerprint detection apparatus 100 according to the embodiment of the present invention is not limited thereto and can be implemented as a slide type. The slide type fingerprint detection apparatus 100 reads a fingerprint image of a finger moving in a sliding manner to read a fragmentary fingerprint image and then integrates the fingerprint image into a single image to implement a complete fingerprint image. .

지문 검출 장치(100)는 복수개의 지문 센서 소자로 이루어지는 센서 어레이(110), 외부 전극(130)을 포함한다. 외부 전극(130)은 센서 어레이(110)와는 별도로 구비된다. 외부 전극(130)은 지문 감지를 위한 구동 신호를 피사체(손가락)로 송출하는 기능을 한다.The fingerprint detection device 100 includes a sensor array 110 and external electrodes 130, which are composed of a plurality of fingerprint sensor elements. The external electrode 130 is provided separately from the sensor array 110. The external electrode 130 functions to transmit a driving signal for fingerprint detection to a subject (finger).

도 1에서는 외부 전극(130)이 센서 어레이(110)를 둘러싸는 링(Ring) 형태로 형성되는 실시예를 도시하였으나, 외부 전극(130)은 센서 어레이(110)의 일부만을 감싸도록 형성될 수도 있다. 또한, 프레임의 형태로 센서 어레이(110)와 이격되어 형성될 수도 있고, 센서 어레이(110)의 상면과 동일한 평면 또는 평행한 평면에 배치되도록 소정의 형상(예를 들면, 반전된 "U"자 형상)으로 형성될 수도 있다. 본 발명의 실시예에 따른 외부 전극(130)은 특정 형태에 한정되지 않는다. 1, the external electrodes 130 are formed in the form of a ring surrounding the sensor array 110. However, the external electrodes 130 may be formed to surround only a part of the sensor array 110 have. It is also possible to form the sensor array 110 apart from the sensor array 110 in the form of a frame and to have a predetermined shape (for example, a reversed "U" Shape). The external electrode 130 according to the embodiment of the present invention is not limited to a specific form.

외부 전극(130)은 피사체로 구동 신호를 송출하여야 하기 때문에 도전성 금속으로 형성되고, 지문 검출 장치(100)는 외부전극과 함께 모듈 형태로 전자 기기에 탑재한다. The external electrode 130 is formed of a conductive metal to transmit the driving signal to the subject, and the fingerprint detection device 100 is mounted on the electronic device in a module form together with the external electrode.

지문 센싱시에는 구동 신호를 인가에 따른 손가락으로부터의 응답 신호를 센싱하게 되는데, 구동 신호가 센싱 대상이 되는 손가락으로만 인가되어야 각 센싱패드가 정확한 센싱 신호를 출력할 수 있다. 그러나, 실제 지문 인식 시에는 사용자가 한 손으로는 단말기를 잡고 나머지 한 손으로 지문을 인식시키게 되므로, 구동 신호는 인식 대상 손가락으로부터 단말기를 쥐고 있는 손과 접촉된 단말기의 금속 포장 부분을 통해 흘러 분산되게 된다. 즉, 구동 신호는 센싱 대상 손가락, 단말기의 메탈 케이스로 전압 분배되어 감쇄되는 문제가 생긴다.In fingerprint sensing, a response signal from a finger is applied when a driving signal is applied. When a driving signal is applied only to a finger to be sensed, each sensing pad can output an accurate sensing signal. However, in actual fingerprint recognition, the user grasps the terminal with one hand and recognizes the fingerprint with the other hand. Therefore, the driving signal is distributed from the finger to be recognized through the metal packing portion of the terminal in contact with the hand holding the terminal . In other words, the drive signal is distributed to the metal case of the finger and the terminal to be sensed and attenuated.

이를 보완하기 위한 한 가지 방법은 지문 검출 장치(100)의 센서 어레이 내 센서 패드 영역에 모니터링 패드를 배치하고, 모니터링 패드로부터의 출력 신호 크기를 통해, 센서 패드의 출력 전압을 보상하는 기술이 있다. One method for compensating for this is to arrange a monitoring pad in the sensor pad area of the sensor array of the fingerprint detection device 100 and to compensate the output voltage of the sensor pad through the output signal size from the monitoring pad.

구체적으로, 센서 패드의 내부에 격리되어 배치되거나, 센서 패드와 절연되어 이격 배치되는 모니터링 패드로부터의 출력 신호의 크기를 측정하고, 측정된 값에 따라 제어값을 결정하여 센서 패드로부터의 출력 전압을 보상하는 데에 활용할 수 있다. Specifically, the magnitude of the output signal from the monitoring pad, which is isolated from the sensor pad or isolated from the sensor pad and spaced apart from the sensor pad, is measured, and the control value is determined according to the measured value. It can be used to compensate.

한편, 본 발명에서는, 외부 전극(130)에 공급되는 구동 신호를 기준값과 비교하여 일정값 이하인 경우 이를 보상하는 동작을 한다. 만약, 외부 전극(130)이 복수개로 구현되는 경우라면, 적어도 하나의 외부 전극(130)으로 공급되는 구동 신호를 기준값과 비교하게 된다. 이하, 이에 대해 설명하기로 한다.In the present invention, the driving signal supplied to the external electrode 130 is compared with a reference value, and if the driving signal is less than a predetermined value, the operation is compensated. If a plurality of external electrodes 130 are provided, a driving signal supplied to at least one external electrode 130 is compared with a reference value. Hereinafter, this will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 검출 장치의 구성을 나타내는 회로도이다. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a fingerprint detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 지문 검출 장치(100)는 칩 외부(External)에 구비되는 외부 전극(130) 및 복수의 센서 패드로 이루어지는 센서 어레이(110)를 포함한다. 각 센서 패드는 센싱 회로와 연결되며, 손가락이 지문 검출 장치(100)에 접촉될 경우 손가락 표면에 기초한 센싱 결과값을 출력해낸다. 이에 대해서는 후에 상세히 설명하기로 한다. Referring to FIG. 2, the fingerprint detection device 100 includes an external electrode 130 provided on an external chip, and a sensor array 110 including a plurality of sensor pads. Each sensor pad is connected to a sensing circuit. When the finger contacts the fingerprint detecting device 100, the sensing result based on the finger surface is output. This will be described later in detail.

지문 검출 장치(100)의 칩 내부(Internal)에는 구동 신호 공급부(210), 구동 신호 공급부(210)로부터 출력되는 구동 신호(Vdrv)의 크기를 측정하고, 측정되는 값에 따라 회로에 적용하여야 할 이득의 제어값을 결정하는 보상부(220)가 구비된다. 보상부(220)는 구동 신호(Vdrv)의 크기에 기초하여 그 감쇄를 보상하는 기능을 한다. 보상부(220)는 일 실시예에 따라 칩의 컨트롤 로직(Control Logic)에 포함될 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 칩 내부에는 출력된 센서 어레이(110)로부터 출력되는 신호를 프로세싱하는 센싱 회로 등이 더 포함될 수 있으며, 이에 대해서는 후에 더욱 상세히 설명한다. The size of the driving signal Vdrv output from the driving signal supplying unit 210 and the driving signal supplying unit 210 is measured in the chip internal of the fingerprint detecting device 100 and applied to the circuit according to the measured value And a compensation unit 220 for determining a gain control value. The compensating unit 220 compensates for the attenuation based on the magnitude of the driving signal Vdrv. The compensation unit 220 may be included in the control logic of the chip according to an embodiment, but the scope of the present invention is not limited thereto. In addition, the chip may further include a sensing circuit for processing a signal output from the sensor array 110, which will be described later in more detail.

전술한 바와 같이, 외부 전극(130)을 통해 인가되는 구동 신호(Vdrv)가 피사체를 통해 센서 패드에 입력되는데, 이러한 구동 신호(Vdrv)는 구동 신호 공급부(210)를 통해 공급될 수 있다. As described above, the driving signal Vdrv applied through the external electrode 130 is input to the sensor pad through the object. The driving signal Vdrv may be supplied through the driving signal supply unit 210.

이러한 구동 신호 공급부(210)는 일 이상의 전원 공급용 버퍼(211)를 포함할 수 있다. 버퍼(211)는 인에이블 신호(ENB)를 입력받아 제1 단자(A)를 통해 구동 신호(Vdrv)를 출력하며, 구동 신호(Vdrv)가 회로 또는 환경 등의 영향을 받지 않도록 한다.The driving signal supply unit 210 may include one or more power supply buffers 211. The buffer 211 receives the enable signal ENB and outputs the driving signal Vdrv through the first terminal A so that the driving signal Vdrv is not affected by the circuit or the environment.

버퍼(211)는 모바일 장치로부터 공급되는 전원 전압(VDD)과 그라운드 전위 사이에서, 입력되는 신호(VdrvIN)에 대응하여 기설정된 이득에 따라 구동 신호(Vdrv)를 출력해낸다.The buffer 211 outputs the driving signal Vdrv according to a predetermined gain corresponding to the input signal VdrvIN between the power supply voltage VDD supplied from the mobile device and the ground potential.

보상부(220)는 제1 단자(A)로부터 출력되는 구동 신호(Vdrv)의 크기를 일 이상의 기준값과 비교하는 비교부(221), 비교부(221)로부터의 출력값에 기초하여 회로의 적어도 일부 이득에 대한 제어값을 결정하는 제어값 결정부(222)를 포함한다. 제1 단자(A)로부터의 구동 신호(Vdrv)는 제2 단자(B)를 통해 비교부(221)로 입력되며, 제어값 결정부(222)로부터의 출력신호는 제3 단자(C)를 통해 출력되어, 회로 일부분에 대한 이득 제어값으로 활용된다.The compensating unit 220 includes a comparator 221 for comparing the magnitude of the driving signal Vdrv output from the first terminal A with one or more reference values, And a control value determiner 222 for determining a control value for the gain. The drive signal Vdrv from the first terminal A is input to the comparator 221 through the second terminal B and the output signal from the control value determiner 222 is input to the third terminal C And is utilized as a gain control value for a part of the circuit.

버퍼(211)와 연결된 제1 단자(A), 비교부(221)와 연결된 제2 단자(B)는 서로 중간 노드(TxOUT IN)를 통해 연결된다. 중간 노드(TxOUT IN)은 칩 외부에 형성되는 노드로써, 메탈 케이스와 손가락 간의 전압 분배를 고려하여, 손가락에 인가되는 실제 구동신호를 측정하기 위한 노드이다. 보상부(220)의 비교부(221)와 제어값 결정부(222)에 대한 동작 설명은 후에 상세히 하기로 한다.The first terminal A connected to the buffer 211 and the second terminal B connected to the comparator 221 are connected to each other through an intermediate node TxOUT IN. The intermediate node TxOUT IN is a node formed outside the chip and is a node for measuring the actual driving signal applied to the finger in consideration of the voltage distribution between the metal case and the finger. The operation of the comparator 221 and the control value determiner 222 of the compensator 220 will be described later in detail.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 검출 장치의 구성을 나타내는 도면이다. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a fingerprint detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 지문 검출 장치는 복수의 행과 열을 이루는 복수 개의 지문 센서 소자(111)로 이루어지는 센서 어레이(110)를 포함한다. 각각의 지문 센서 소자(111)는 센서 패드(SP), 및 상기 센서 패드(SP)로부터의 출력 신호가 입력되는 센싱 회로(SC)를 포함한다. 도 3에서는 하나의 센싱 회로(SC)만을 도시하였으나, 센싱 회로(SC)는 각 지문 센서 소자(111)당 하나씩 구비된다. 센싱 회로(SC)는 각 센서 패드(SP)로부터의 출력 신호를 증폭하는 연산 증폭기를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the fingerprint detection apparatus includes a sensor array 110 including a plurality of fingerprint sensor elements 111 forming a plurality of rows and columns. Each of the fingerprint sensor elements 111 includes a sensor pad SP and a sensing circuit SC into which an output signal from the sensor pad SP is input. Although only one sensing circuit SC is shown in FIG. 3, one sensing circuit SC is provided for each fingerprint sensor element 111. FIG. The sensing circuit SC may include an operational amplifier for amplifying an output signal from each sensor pad SP.

복수개의 센싱 회로(SP)로부터의 출력 신호는 신호 처리부(140)로 입력된다. The output signals from the plurality of sensing circuits SP are input to the signal processing unit 140.

신호 처리부(140)는 필터부(141), 샘플 앤 홀드부(142), RDC(Related Data Calibration)(143), PGA(Programmable Gain Amplifier)(144), DSG(Differential Signal Generator)(145), ADC(Analog to Digital Converter)(146)를 포함할 수 있다.The signal processing unit 140 includes a filter unit 141, a sample and hold unit 142, a Related Data Calibration (RDC) 143, a Programmable Gain Amplifier 144, a DSG (Differential Signal Generator) And an analog-to-digital converter (ADC) 146.

필터부(141)는 지문 센서 소자(111)로부터의 출력 데이터의 노이즈를 제거하는 기능을 한다. 복수개의 지문 센서 소자(111)로부터 출력되는 데이터를 분석하여 지문 이미지를 획득하게 되는 것인데, 지문 센서 소자(111)의 출력 데이터에는 외부 노이즈 등에 의한 데이터 성분이 포함되어 있을 수밖에 없다. 따라서, 필터부(141)는 로우 패스 필터 등을 구비하여 이러한 노이즈를 제거하는 기능을 한다. The filter unit 141 functions to remove noise of output data from the fingerprint sensor element 111. [ The fingerprint image is obtained by analyzing the data output from the plurality of fingerprint sensor elements 111. The output data of the fingerprint sensor element 111 must contain a data component due to external noise or the like. Therefore, the filter unit 141 includes a low-pass filter or the like to remove such noise.

샘플 앤 홀드부(142)는 필터부(141)에 의해 노이즈가 제거된 데이터를 샘플링하여 이를 유지하고, 그 값을 저장하는 기능을 한다. 샘플 앤 홀드부(142)의 샘플링 주기는 소정의 클록 신호에 의해 제어된다. The sample and hold unit 142 functions to sample the noise-removed data by the filter unit 141, to hold the sampled data, and to store the sampled value. The sampling period of the sample and hold section 142 is controlled by a predetermined clock signal.

RDC(143)는 샘플 앤 홀드부(142)의 출력 데이터, 즉, 노이즈의 영향이 제거된 후 일정 주기로 샘플링된 지문 센서 소자(111)로부터의 출력 데이터에 대해 오프셋을 조절하는 기능을 한다. The RDC 143 controls the offset of the output data of the sample and hold unit 142, that is, the output data from the fingerprint sensor element 111 sampled at regular intervals after the influence of the noise is removed.

PGA(144)는 센싱 데이터를 일정 비율로 증폭하는 기능을 한다. 사람의 손가락 지문은 융선(ridge)과 골(valley)로 이루어지기 때문에, 지문 센서 소자(111)에 융선이 닿는지, 아니면 골이 닿는지에 따라 다른 출력 데이터가 생성되게 된다. 즉, 지문 센서 소자(111)에 융선이 닿았을 경우와 골이 닿았을 때 서로 다른 크기의 출력 데이터가 생성되는데, 그 크기의 차이를 크게 하기 위해서는 PGA(144)의 이득을 높이고, 반대로 그 크기의 차이를 좁히기 위해서는 PGA(144)의 이득을 낮추어 제어할 수 있다. The PGA 144 functions to amplify the sensing data at a predetermined ratio. Since the fingerprint of a person's finger is composed of ridges and valleys, different output data are generated depending on whether the fingerprint sensor element 111 is ridged or tangled. In other words, output data of different sizes are generated when the ridge touches the fingerprint sensor element 111 and when the finger touches the fingerprint. In order to increase the size difference, the gain of the PGA 144 is increased, The gain of the PGA 144 can be controlled to be lowered.

ADC(146)는 아날로그 형태의 센싱 데이터를 디지털화하는 기능을 한다. 디지털 형태로 변환된 데이터는 입출력부(150)에 입력된다.The ADC 146 functions to digitize the sensing data of the analog form. The data converted into the digital form is input to the input / output unit 150.

입출력부(150)에 입력된 데이터들은 센서 어레이(110)의 전체 데이터 형태로 출력되며, 입출력부(150)로부터 출력된 값은 추후 호스트 장치(예를 들면, 모바일 장치 또는 모바일 장치 내 특정 지능소자나 특정 어플리케이션 등)로 전달되며, 취합을 통해 지문 이미지 생성이 가능해진다. The data input to the input / output unit 150 is output as the entire data format of the sensor array 110, and the value output from the input / output unit 150 is output to a host device (for example, a mobile device or a specific intelligent device Or a specific application), and the fingerprint image can be generated through the collection.

센싱 회로(SC), 신호 처리부(140) 및 입출력부(150)는 도 2에서의 칩 내부(Internal) 영역에 구비된다. The sensing circuit SC, the signal processing unit 140, and the input / output unit 150 are provided in the chip internal area in FIG.

일 실시예에 따른 구동 신호 공급부(210)는 전술한 바와 같이 제1 단자(A)를 통해 구동 신호(Vdrv)를 출력하는 버퍼(211)를 포함한다. 또한, 구동 신호 공급부(210)는 버퍼(211)에 전원 전압(VDD)을 공급하는 전원 공급부(212)를 포함할 수 있다.The driving signal supply unit 210 according to one embodiment includes the buffer 211 that outputs the driving signal Vdrv through the first terminal A as described above. The driving signal supply unit 210 may include a power supply unit 212 for supplying the power supply voltage VDD to the buffer 211. [

일 실시예에 따른 보상부(220)는 외부 전극(130)에 인가되는 구동 신호(Vdrv)의 크기를 기준값과 비교하여, 회로 일부분의 이득을 제어하는 보상부(220)가 더 포함된다. The compensation unit 220 according to an embodiment further includes a compensation unit 220 that compares the magnitude of the driving signal Vdrv applied to the external electrode 130 with a reference value and controls a gain of a part of the circuit.

보상부(220)는 버퍼(211)와 연결된 제1 단자(A)로부터 출력되며 외부 전극(130)에 인가되는 구동 신호(Vdrv)의 크기를 일 이상의 기준값과 비교하는 비교부(221), 상기 비교부(221)의 비교 결과에 따라 회로 일부분에 적용되어야 하는 이득의 제어값, 즉, 보상의 정도를 결정하고 이러한 보상의 정도를 적용시키기 위한 제어값을 결정하는 제어값 결정부(222)를 포함한다. The compensation unit 220 includes a comparator 221 for comparing the magnitude of the driving signal Vdrv output from the first terminal A connected to the buffer 211 and the external electrode 130 to one or more reference values, A control value determiner 222 for determining the control value of the gain to be applied to a part of the circuit, that is, the degree of compensation and determining the control value for applying the degree of compensation, according to the comparison result of the comparator 221 .

비교부(221)는 구동 신호(Vdrv)의 크기와 일 이상의 기준값을 비교할 수 있는 통상의 아날로그 회로로 구현될 수 있다. 일 예로서, 비교부(221)는 기준 전압이 전압 분배기에 의해 선택적으로 가변되고, 구동 신호(Vdrv)와 상기 기준 전압을 비교하는 비교기를 포함할 수 있으며, 이에 대해서는 후에 상세히 설명하기로 한다. 기준값은 기 설정된 이상값(ideal value), 예를 들면, 지문 검출 장치가 금속 포장되기 이전에 사람의 손가락이 센서 패드(SP)에 접촉되는 경우 측정되는 센서 패드의 출력 전압 값일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The comparator 221 may be implemented by a conventional analog circuit capable of comparing the magnitude of the driving signal Vdrv with one or more reference values. As an example, the comparator 221 may include a comparator that selectively varies the reference voltage by a voltage divider and compares the reference voltage with the driving signal (Vdrv), which will be described in detail later. The reference value may be a predetermined ideal value, for example, an output voltage value of the sensor pad measured when a human's finger touches the sensor pad SP before the fingerprint detection device is metallized, It does not.

제어값 결정부(222)는 비교부(221)의 출력값에 기초하여 센서 패드(SP)로부터의 출력 신호, 즉, 센싱 전압을 증폭시켜 보상하기 위한 센싱 전압 제어값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어값 결정부(222)는 비교부(221)에서 출력된 출력값 별로 그에 상응하는 센싱 전압 제어값을 미리 매칭하여 저장하였다가, 매 동작시마다 비교부(221)의 출력값에 기초하는 센싱 전압 제어값을 센서 패드(SP)로부터 출력되는 센싱 전압을 증폭시키기 위해 활용할 수 있다. The control value determination unit 222 may determine a sensing voltage control value for amplifying and compensating the output signal from the sensor pad SP, that is, the sensing voltage, based on the output value of the comparison unit 221. [ For example, the control value determination unit 222 may previously match and store sensing voltage control values corresponding to the output values output from the comparison unit 221, and may store the sensing voltage control values based on the output value of the comparison unit 221 The sensing voltage control value can be utilized to amplify the sensing voltage output from the sensor pad SP.

일 실시예로, 제어값 결정부(222)는 결정된 센싱 전압 제어값을 센서 패드(SP)와 연결되는 센싱 회로(SC)에 적용할 수 있다(CON1). 구체적으로는, 센싱 회로(SC)에 포함되며 센서 패드(SP)로부터의 출력 신호를 증폭하는 연산 증폭기의 이득이 제어되도록 적용할 수 있다. In one embodiment, the control value determination unit 222 may apply the determined sensing voltage control value to the sensing circuit SC connected to the sensor pad SP (CON1). Specifically, the gain of the operational amplifier included in the sensing circuit SC and amplifying the output signal from the sensor pad SP can be controlled to be controlled.

다른 실시예로, 제어값 결정부(222)는 결정된 센싱 전압 제어값을 신호 처리부(140)에 포함되는 PGA(144)에 반영할 수도 있다(CON2). PGA(144)는 프로그램 방식을 통해 증폭기 또는 증폭률을 필요에 따라 선택할 수 있도록 하는 구성요소이다. PGA(144)는 센싱 회로(SC)의 출력 신호들을 증폭하는 기능을 하기 때문에, PGA(144)에 결정된 센싱 전압 제어값이 적용되게 되면, 손가락의 융선과 닿는 센서 패드(SP)로부터의 출력 신호와 골과 닿는 센서 패드(SP)로부터의 출력 신호 간 차이를 증가시킬 수 있다.In another embodiment, the control value determination unit 222 may reflect the determined sensing voltage control value to the PGA 144 included in the signal processing unit 140 (CON2). The PGA 144 is a component that allows the amplifier or amplification factor to be selected as needed through a programmatic approach. Since the PGA 144 functions to amplify the output signals of the sensing circuit SC, when the determined sensing voltage control value is applied to the PGA 144, the output signal from the sensor pad SP, which contacts the ridge of the finger, And the output signal from the sensor pad (SP) touching the valley.

또 다른 실시예로, 제어값 결정부(222)는 결정된 센싱 전압 제어값을 ADC(146)에서 디지털 신호로의 변환 시의 이득에 반영할 수 있다(CON3). In another embodiment, the control value determination unit 222 may reflect the determined sensing voltage control value to the gain at the time of conversion from the ADC 146 to the digital signal (CON3).

즉, 제어값 결정부(222)는 센싱 회로(SC), PGA(144) 및 ADC(146) 중 적어도 하나에 결정된 센싱 전압 제어값을 적용시킬 수 있다. That is, the control value determining unit 222 may apply the determined sensing voltage control value to at least one of the sensing circuit SC, the PGA 144, and the ADC 146. [

제어값 결정부(222)는 소정의 알고리즘을 수행하는 프로그램 모듈 또는 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. The control value determination unit 222 may be implemented by a program module or firmware that performs a predetermined algorithm.

이하에서는, 외부 전극(130)에 인가되는 구동 신호의 감쇄 및 그 보상에 대해 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the attenuation of the driving signal applied to the external electrode 130 and the compensation thereof will be described in detail.

도 4는 일 실시예에 따른 구동 신호의 파형을 나타내는 그래프이다. 도 4의 상단에 도시된 그래프는 이상적인 경우의 구동 신호 파형을 나타내며, 하단에 도시된 그래프는 실제 구동 신호의 파형을 나타내는 그래프이다. 4 is a graph showing a waveform of a driving signal according to an embodiment. The graph shown at the top of FIG. 4 shows the drive signal waveform in the ideal case, and the graph at the bottom shows the waveform of the actual drive signal.

도 4를 참조하면, 이상적인 경우 외부 전극(130)에 인가되는 구동 신호(Vdrv)는 구형파 신호일 수 있다. 즉, 듀티비(duty ratio)가 일정하며, 일정한 크기의 하이 신호(Vdrv_H) 및 로우 신호(Vdrv_L)를 번갈아 출력하는 신호일 수 있다. Referring to FIG. 4, in an ideal case, the driving signal Vdrv applied to the external electrode 130 may be a square wave signal. That is, the duty ratio may be constant, and the high signal Vdrv_H and the low signal Vdrv_L may be output alternately.

그러나, 실제의 경우에는 버퍼(211)의 동작 또는 주변 환경에 의해 구동 신호(Vdrv)의 최대값 크기가 일정 부분(Vloss) 감쇄될 수 있다. 구동 신호(Vdrv)의 크기가 감쇄되면, 지문 센서 소자로부터 출력되는 신호의 크기 작아져, 지문 이미지 생성에 악영향을 미칠 수 있게 된다.However, in the actual case, the maximum value magnitude of the driving signal Vdrv may be attenuated by a certain portion Vloss due to the operation of the buffer 211 or the surrounding environment. When the size of the driving signal Vdrv is attenuated, the size of the signal output from the fingerprint sensor element is reduced, which may adversely affect fingerprint image generation.

따라서, 실제 버퍼(211)로부터 출력되며 외부 전극(130)으로 인가되는 구동 신호(Vdrv)의 크기와 기준값을 비교하면, 이상적인 경우와 대비하여 현재 구동 신호(Vdrv)의 감쇄된 정도를 측정할 수 있으며, 이에 기초하여 센서 패드로부터의 출력 전압을 증폭하기 위한 이득을 결정할 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비교부의 일례를 도시한 도면이다. Therefore, when the magnitude of the driving signal Vdrv output from the actual buffer 211 and applied to the external electrode 130 is compared with the reference value, the degree of attenuation of the current driving signal Vdrv can be measured Based on which the gain for amplifying the output voltage from the sensor pad can be determined. 5 is a diagram illustrating an example of a comparison unit according to an embodiment of the present invention.

전술한 바와 같이, 비교부(211)는 구동 신호(Vdrv)와 일 이상의 기준값을 비교하는 비교기(com)를 포함한다. As described above, the comparator 211 includes a comparator com which compares the driving signal Vdrv with one or more reference values.

비교기(com)의 제1 입력단에는 구동 신호(Vdrv)가 입력되며, 제2 입력단에는 일 이상의 기준 전압이 입력된다. 비교기(com)는 구동 신호(Vdrv)와 기준 전압 간 비교 결과에 대응되는 값을 출력값(Vout)으로 출력한다. The first input terminal of the comparator com receives the driving signal Vdrv, and the second input terminal receives one or more reference voltages. The comparator com outputs a value corresponding to the comparison result between the driving signal Vdrv and the reference voltage as the output value Vout.

구동 신호(Vdrv)는 소정의 저항(Rx)에 의해 변환되어 입력될 수 있다. 저항(Rx)은 기설정된 저항값을 가질 수도 있고, 가변 저항일 수도 있다. 저항(Rx)이 생략될 수도 있음은 물론이며, 회로 설계상 생성되는 기생 저항 값일 수도 있다. 저항(Rx)이 생략되는 경우에는 구동 신호(Vdrv)가 비교기(com)에 직접 입력된다. The driving signal Vdrv can be converted and input by a predetermined resistor Rx. The resistor Rx may have a predetermined resistance value or may be a variable resistor. The resistance Rx may be omitted, or it may be a parasitic resistance value generated by the circuit design. When the resistor Rx is omitted, the driving signal Vdrv is directly input to the comparator com.

비교기(com)의 제2 입력단에는 전압 분배기(VD)의 복수 개의 출력 노드들이 번갈아 가며 연결될 수 있다. 전압 분배기(VD)는 전원 전압(VDD)과 그라운드 전위 사이에 직렬로 연결된 복수 개의 저항을 포함할 수 있다.A plurality of output nodes of the voltage divider VD may be alternately connected to the second input terminal of the comparator com. The voltage divider VD may include a plurality of resistors connected in series between the power supply voltage VDD and the ground potential.

전원 전압(VDD)이 복수 개의 저항에 공급됨으로써 일 이상의 기준 전압으로 분배될 수 있다. 전원 전압(VDD)으로서는 지문 검출 장치 내부에 장착되는 소자들의 전원 전압을 그대로 이용할 수도 있고, 이를 레벨 쉬프팅 등으로 변환한 전압으로 이용할 수도 있다.The power supply voltage VDD may be supplied to a plurality of resistors to be distributed to one or more reference voltages. As the power supply voltage VDD, the power supply voltage of the elements mounted inside the fingerprint detection device can be used as it is, or it can be used as a voltage converted by level shifting or the like.

복수 개의 저항에 의해 분배된 일 이상의 기준 전압이 비교기(com)의 제2 입력단에 번갈아 가며 입력된다. 비교기(com)의 출력값을 몇 비트의 신호로 구분할지에 따라서 기준 전압의 개수를 달리할 수 있다. 기준 전압의 개수가 N일 때 비교기(com)의 출력값은 log2N 비트가 될 수 있다. 예를 들어, 비교기(com)의 기준 전압이 4개일 때, 비교기(210)의 출력값으로는 '00', '01', '10', '11'과 같은 2비트의 신호가 출력된다. One or more reference voltages distributed by a plurality of resistors are alternately input to the second input terminal of the comparator com. The number of reference voltages can be varied depending on how many bits of the output value of the comparator com are divided into signals. When the number of reference voltages is N, the output value of the comparator com may be log2N bits. For example, when the reference voltage of the comparator com is four, a 2-bit signal such as '00', '01', '10', or '11' is output as an output value of the comparator 210.

예를 들어, 도 6에 도시되는 바와 같이, 구동 신호(Vdrv)의 크기를 4단계로 나누어 검출하려면, 기준 전압의 개수, 즉, N 값은 4여야 하며, 이 때, 비교기(com)의 출력값은 2비트로 출력된다. 구동 신호(Vdrv)가 기준 전압 VT[2] 보다 크다면 2비트의 출력값 중 최상위 비트값은 '1'이 되고, 반대로, 그보다 작다면 최상위 비트값은 '0'이 된다. 또한, 모니터링 패드(120)로부터의 전압(Vdetect)이 기준 전압 VT[2] 보다 크며 또한 기준 전압 VT[3](VT[3]>VT[2]) 보다도 크다면 최하위 비트값은 '1'이 되어 비교기(210)의 최종 출력값(Vout)은 '11'이 된다. 반대로, 기준 전압 VT[2] 보다 크나 기준 전압 VT[3] 보다 작다면 비교기(210)의 최종 출력값(Vout)은 '10'이 된다. For example, as shown in FIG. 6, in order to detect the magnitude of the driving signal Vdrv by dividing into four levels, the number of reference voltages, that is, the N value should be 4. At this time, Is output in 2 bits. If the driving signal Vdrv is larger than the reference voltage VT [2], the most significant bit value of the output value of 2 bits becomes '1', and if it is smaller than the reference value, the most significant bit value becomes '0'. If the voltage Vdetect from the monitoring pad 120 is greater than the reference voltage VT [2] and greater than the reference voltage VT [3] (VT [3]> VT [2]), And the final output value Vout of the comparator 210 becomes '11'. Conversely, if it is larger than the reference voltage VT [2] but smaller than the reference voltage VT [3], the final output value Vout of the comparator 210 becomes '10'.

기준 전압 간 분배 간격은 구동 신호(Vdrv)의 최대값과 최소값 사이에서 일정하게 설정할 수도 있으나, 환경적 요소에 의한 그 감쇄값(Vloss)을 간접적으로 측정하고자 하는 목적이므로 기설정된 특정 범위 내, 예를 들면, 이상적인 경우 구동 신호(Vdrv)의 최대값(Vdrv_H, 도 4 참조)에 가까워질수록 기준 전압 간 분배 간격을 조밀하게 할 수도 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 전압 분배기(VD)에 포함되는 저항의 값들을 적절하게 선택하여 원하는 기준 전압을 만들어 낼 수 있다. The distribution interval between the reference voltages may be set constant between the maximum value and the minimum value of the driving signal Vdrv. However, since the purpose is to indirectly measure the damping value (Vloss) due to environmental factors, For example, in the ideal case, the closer the reference voltage Vdrv_H (see FIG. 4) to the maximum value of the driving signal Vdrv, the more compact the reference voltage distribution interval. However, the present invention is not limited thereto, and it is possible to appropriately select the values of the resistors included in the voltage divider VD to produce a desired reference voltage.

도 5에서는 하나의 비교기(com)만이 포함되는 실시예를 예시하였으나, 기준 전압의 개수에 따라 복수의 비교기(com)로 구현될 수 있음은 물론이다. Although FIG. 5 illustrates an embodiment including only one comparator com, it is needless to say that the present invention can be implemented by a plurality of comparators com depending on the number of reference voltages.

제어값 결정부(222, 도 3 참조)는 비교부(221)의 출력값(Vout)에 기초하여 센서 패드(SP)의 출력 전압 보상을 위한 센싱 전압 제어값을 결정할 수 있다. 비교부(221)의 출력값(Vout)을 통해 파악되는 구동 신호(Vdrv)의 크기를 기초로, 센서 패드(SP)의 출력 전압 보상을 위한 센싱 전압 제어값을 결정할 수 있다.The control value determination unit 222 may determine a sensing voltage control value for compensating the output voltage of the sensor pad SP based on the output value Vout of the comparison unit 221. [ The sensing voltage control value for compensating the output voltage of the sensor pad SP can be determined based on the magnitude of the driving signal Vdrv obtained through the output value Vout of the comparator 221. [

일 실시예로서, 제어값 결정부(222)는 일 실시예로 비교부(221)의 출력값에 따른 이진신호 별 매칭되는 전압 값 또는 적용하여야 하는 센싱 전압 제어값을 미리 저장해놓을 수 있다. 또한, 이와 다르게 제어값 결정부(222)는 비교부(221)의 출력값에 따른 이진신호 별 매칭되는 전압 값 또는 적용하여야 하는 센싱 전압 제어값을 미리 저장해놓을 수 있다. In one embodiment, the control value determining unit 222 may previously store a matching voltage value or a sensing voltage control value to be applied for each binary signal according to an output value of the comparing unit 221 in one embodiment. Alternatively, the control value determining unit 222 may store a matching voltage value or a sensing voltage control value to be applied for each binary signal according to the output value of the comparing unit 221 in advance.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문 검출 장치의 구성 및 그 동작을 설명하는 도면이다. 7 is a view for explaining the configuration and operation of a fingerprint detecting apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 도 3의 지문 검출 장치에서 구동 신호 공급부(710) 및 보상부(720)의 구성 또는 그 동작이 달라졌다는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 7, it can be seen that the configuration or operation of the driving signal supplying unit 710 and the compensating unit 720 in the fingerprint detecting apparatus of FIG. 3 are changed.

본 발명의 다른 실시예에 따른 구동 신호 공급부(710)에 있어서는 구동 신호(Vdrv)를 출력하는 버퍼(711)의 이득이 가변될 수 있다. 또한 본 발명의 또다른 실시예에 따른 구동 신호 공급부(710)에 있어서는 이에 공급되는 전원 전압(VDD)의 크기가 가변된다. In the driving signal supply unit 710 according to another embodiment of the present invention, the gain of the buffer 711 that outputs the driving signal Vdrv may be varied. Further, in the driving signal supply unit 710 according to another embodiment of the present invention, the magnitude of the power supply voltage VDD supplied thereto is variable.

이를 위해 본 발명의 다른 실시예에 따른 보상부(720)는 외부 전극(130)에 인가되는 구동 신호(Vdrv)를 일 이상의 기준값과 비교하는 비교부(721), 비교부(721)의 비교 결과에 따라 버퍼(711)에 공급될 전원 전압(VDD)의 크기를 조절하기 위한 버퍼 전원 전압 제어값 또는 버퍼(711)의 이득을 조절하기 위한 버퍼 이득 제어값을 결정하는 제어값 결정부(722)를 포함한다. 일 실시예에 따라 도 2에서 별도로 도시하지 않았으나, 제어값 결정부(722)의 출력은 칩 내부에서 별도로 연결된 신호라인에 의해 버퍼 전원 전압 제어값 또는 버퍼(711)로 연결될 수 있다. 다른 실시예에 따라 도 7에 도시된 바와 같이 제어값 결정부(722)의 출력은 호스트 장치의 AP(Application Processor)로 연결되고, AP는 제어값 결정부(722)의 출력에 기초하여 버퍼 전원 전압 제어값 또는 버퍼(711)로 제어 신호를 각각 출력할 수 있다.The compensator 720 according to another embodiment of the present invention includes a comparator 721 for comparing the driving signal Vdrv applied to the external electrode 130 with one or more reference values, A control value determiner 722 for determining a buffer power supply voltage control value for controlling the magnitude of the power supply voltage VDD to be supplied to the buffer 711 or a buffer gain control value for controlling the gain of the buffer 711, . 2, the output of the control value determining unit 722 may be connected to a buffer power supply voltage control value or a buffer 711 by signal lines separately connected in the chip. 7, the output of the control value determiner 722 is connected to an AP (Application Processor) of the host apparatus, and the AP receives the output of the buffer power source 722 based on the output of the control value determiner 722, The voltage control value or the control signal to the buffer 711, respectively.

구체적으로 설명하면, 비교부(721)는 외부 전극(130)에 인가되는 구동 신호(Vdrv)의 크기, 즉, 버퍼(711)의 출력 신호의 크기와 일 이상의 기준값을 비교한다. 비교부(721)의 상세 구성은 도 5를 참조하여 설명한 바와 동일하다. More specifically, the comparator 721 compares the magnitude of the drive signal Vdrv applied to the external electrode 130, that is, the magnitude of the output signal of the buffer 711 with one or more reference values. The detailed configuration of the comparison unit 721 is the same as that described with reference to Fig.

비교부(721)에 의한 비교 결과는 제어값 결정부(722)로 입력된다. 제어값 결정부(722)는 비교부(721)의 출력값에 기초하여, 버퍼(711)의 이득을 조절하는 버퍼 이득 제어값을 생성하여 버퍼(711)에 적용하거나(CON 4), 버퍼(711)의 전원 전압(VDD)의 크기를 조절하기 위한 버퍼 전원 전압 제어값을 생성하여 전원 공급부(712)에 전달한다(CON 5). 도 7에서는 이러한 제어에 의해 버퍼(711)의 이득이 M배로 조절되는 예와 전원 공급부(712)에서 버퍼(711)에 공급하는 전원 전압이 N배로 조절되는 예가 도시되었다. 전원 공급부(712)에서의 전원 전압 조절 회로는 통상의 전압 변환 회로를 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 소정의 정전용량에 전하를 충전하였다가 상기 충전된 전하에 의한 전압 및 입력 전압이 더해져 승압된 전압을 출력하는 챠지 펌프(charge pump) 회로 또는 인덕터 간 상호 인덕턴스를 이용하여 입력 전압을 승압시키는 변압기 등으로 구현될 수 있다. The comparison result by the comparator 721 is input to the control value determiner 722. [ The control value determiner 722 generates a buffer gain control value for controlling the gain of the buffer 711 and applies the buffer gain control value to the buffer 711 (CON4) or controls the buffer 711 And generates a buffer power supply voltage control value for controlling the magnitude of the power supply voltage VDD of the power supply unit 712 (CON 5). 7 shows an example in which the gain of the buffer 711 is adjusted to M times by this control and an example in which the power supply voltage supplied to the buffer 711 in the power supply unit 712 is adjusted to N times. The power supply voltage regulating circuit in the power supply unit 712 can be realized through a normal voltage converting circuit. For example, a charge pump circuit, which charges a predetermined electrostatic capacity and outputs a boosted voltage by adding a voltage due to the charged electric charge and an input voltage, or a mutual inductance between inductors, A transformer for boosting the voltage, and the like.

일례로, 제어값 결정부(722)는 비교부(721)로부터의 출력 신호에 기초하여 버퍼(711)의 이득을 결정하기 위한 버퍼 이득 제어값을 생성하여, 버퍼(711)에 직접 또는 간접적으로 적용되도록 한다(CON4). 버퍼(711)의 이득은 피드백 임피던스의 크기를 조절하는 등 통상의 방식으로 조절될 수 있다. For example, the control value determiner 722 generates a buffer gain control value for determining the gain of the buffer 711 based on the output signal from the comparator 721, and outputs the buffer gain control value to the buffer 711 directly or indirectly To be applied (CON4). The gain of the buffer 711 may be adjusted in a conventional manner, such as by adjusting the magnitude of the feedback impedance.

다른 예로, 제어값 결정부(722)는 버퍼(711)의 전원 전압(VDD)의 크기를 조절하기 위한 버퍼 전원 전압 제어값을 생성하여 전원 공급부(712)에 공급할 수 있다(CON5). 이러한 버퍼 전원 전압 제어값를 받은 전원 공급부(712)는 버퍼(711)에 공급되는 전원 전압(VDD)의 크기를 예를 들면, N배 증가시킬 수 있다. 이를 위해 전원 공급부(712)에는 전압 전압(VDD)을 N배 증가시키기 위한 증폭 회로가 구비될 수 있다. 여기서, N과 M은 0보다 큰 정수일 수 있다. Alternatively, the control value determiner 722 may generate a buffer power supply voltage control value for controlling the magnitude of the power supply voltage VDD of the buffer 711 and supply the buffer power supply voltage control value to the power supply unit 712 (CON5). The power supply unit 712 receiving the buffer power supply voltage control value can increase the magnitude of the power supply voltage VDD supplied to the buffer 711, for example, N times. To this end, the power supply unit 712 may be provided with an amplifying circuit for increasing the voltage VDD by N times. Where N and M may be integers greater than zero.

제어값 결정부(722)는 상기의 동작을 위해 비교부(712)로부터의 출력 신호에 따라 생성 또는 전달하여야 할 제어값의 종류 또는 그 크기를 저장해 놓을 수 있다. The control value determination unit 722 may store the type or the size of the control value to be generated or transferred according to the output signal from the comparison unit 712 for the above operation.

도 8은 도 7을 참조하여 설명한 실시예에서 구동 신호가 증폭된 결과를 나타내는 파형도이다. 8 is a waveform diagram showing a result of amplification of a driving signal in the embodiment described with reference to FIG.

도 8을 참조하면, 구동 신호(Vdrv)는 이상적인 경우 일정한 크기의 하이 신호(Vdrv_H) 및 로우 신호(Vdrv_L)를 번갈아 출력하는 구형파 신호일 수 있다. Referring to FIG. 8, the driving signal Vdrv may be a square wave signal alternately outputting a high signal Vdrv_H and a low signal Vdrv_L having a constant magnitude in an ideal case.

만약, 회로에 존재하는 기생 성분에 의해 구동 신호(Vdrv)의 크기가 Vloss만큼 감쇄된 경우, 비교부(721)를 통해 이러한 현상이 감지될 수 있다. 즉, 비교부(721)는 구동 신호(Vdrv)의 크기가 Vloss만큼 감쇄된 크기라는 것을 감지하고, 이러한 감지에 따라서 제어값 결정부(722)는 버퍼(711)의 이득을 조절하기 위한 버퍼 이득 제어값을 생성하여 버퍼(711)에 적용하거나(CON4), 버퍼(711)의 전원 전압(VDD) 크기를 조절하기 위한 버퍼 전원 전압 제어값을 생성하여 전원 공급부(712)에 전달할 수 있다(CON 5). If the magnitude of the driving signal Vdrv is attenuated by Vloss by the parasitic component present in the circuit, this phenomenon can be detected through the comparator 721. That is, the comparator 721 senses that the magnitude of the driving signal Vdrv is a magnitude that is attenuated by Vloss, and in response to the detection, the control value determiner 722 determines the gain of the buffer 711 (CON4), and generates a buffer power supply voltage control value for controlling the size of the power supply voltage VDD of the buffer 711 and transmits the buffer power supply voltage control value to the power supply unit 712 5).

이러한 제어에 따라서 구동 신호 공급부(710)를 통해 출력되는 구동 신호(Vdrv)는 일정 부분 상승하게 된다. According to this control, the driving signal Vdrv output through the driving signal supply unit 710 is raised to a certain extent.

예를 들면, 도 8에 도시되는 바와 같이, 구동 신호(Vdrv)의 하이 신호의 최소값(Vdrv-Vloss)이 이상적인 경우의 하이 신호(Vdrv_H)의 값과 동일해지도록 제어될 수 있다. For example, as shown in Fig. 8, the minimum value (Vdrv-Vloss) of the high signal of the driving signal (Vdrv) can be controlled to be equal to the value of the high signal (Vdrv_H) in the ideal case.

상기에서는 도 3의 실시예와 도 7의 실시예를 별도로 설명하였으나, 두 실시예는 서로 조합될 수도 있다. Although the embodiment of FIG. 3 and the embodiment of FIG. 7 are separately described above, the two embodiments may be combined with each other.

예를 들면, 비교부로부터의 출력 신호에 따라 버퍼의 이득이 조절됨과 동시에, 센서 패드의 출력 신호를 처리하는 센싱 회로, PGA, 또는 ADC의 이득이 조절될 수도 있다. 또한, 상기의 예에서 버퍼의 이득이 조절되는 것 대신에 버퍼의 전원 전압이 제어될 수도 있으며, 위에서 설명한 모든 이득 제어가 동시에 이루어질 수도 있다.For example, the gain of the buffer may be adjusted according to the output signal from the comparator, and the gain of the sensing circuit, PGA, or ADC that processes the output signal of the sensor pad may be adjusted. Also, in the above example, the power supply voltage of the buffer may be controlled instead of controlling the gain of the buffer, and all of the gain control described above may be simultaneously performed.

한편, 상기 실시예들에서 설명한 제어 방법(CON1~CON5) 중 적어도 2개가 동시에 수행될 수도 있음은 물론이다. It goes without saying that at least two of the control methods (CON1 to CON5) described in the above embodiments may be performed simultaneously.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 지문 검출 장치에서의 구동 신호 감쇄 보상 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 9 is a flowchart illustrating a method of compensating a driving signal attenuation in a fingerprint detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 도 3, 도 7 및 도 9를 참조하여 구동 신호 감쇄 보상 방법에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a driving signal attenuation compensation method will be described with reference to FIGS. 3, 7, and 9. FIG.

먼저, 복수의 센서 패드(SP)를 포함하는 센서 어레이(110)와 인접하게 배치된 외부 전극(130)에 공급되는 구동 신호(Vdrv)를 추출해낸다(S910). First, the driving signal Vdrv supplied to the external electrode 130 disposed adjacent to the sensor array 110 including the plurality of sensor pads SP is extracted (S910).

추출된 구동 신호(Vdrv)를 일 이상의 기준값과 비교함으로써, 현재 외부 전극(130)에 공급되고 있는 구동 신호(Vdrv)의 크기를 파악한다(S920). 이러한 비교는 비교부(221, 721)에 의해 상기 구동 신호(Vdrv)와 전압 분배기(VD, 도 5 참조)로부터 출력되는 적어도 하나의 기준값과의 비교로 수행될 수 있다. The magnitude of the drive signal Vdrv currently supplied to the external electrode 130 is determined by comparing the extracted drive signal Vdrv with one or more reference values (S920). This comparison may be performed by comparing the drive signal Vdrv with at least one reference value output from the voltage divider VD (see FIG. 5) by the comparators 221 and 721.

구동 신호(Vdrv)의 크기를 파악하면, 이를 기초로 하여 제어 대상을 결정하고, 적용할 제어값을 결정한다(S930). 이러한 결정은 제어값 결정부(222 또는 722)에 의해 이루어지며, 측정된 구동 신호(Vdrv)의 크기별 보상 방법에 대한 정보가 기 저장되어 있을 수 있다. After determining the magnitude of the driving signal Vdrv, the control object is determined based on the magnitude of the driving signal Vdrv and the control value to be applied is determined (S930). This determination is made by the control value determination unit 222 or 722, and information on the compensation method for the magnitude of the measured driving signal Vdrv may be stored in advance.

이러한 방법으로 제어값이 결정되면, 제어값 결정부(222 또는 722)는 구동 신호 공급부(710)를 제어하여 구동 신호(Vdrv)의 크기가 상승되도록 하거나, 센서 어레이를 구성하는 센서 패드(SP)로부터의 출력 신호가 보상되도록 한다(S940). When the control value is determined in this manner, the control value determination unit 222 or 722 controls the drive signal supply unit 710 to increase the size of the drive signal Vdrv or to increase the size of the sensor pad SP, To be compensated for (S940).

구동 신호 공급부(710)에 대한 제어는 구동 신호(Vdrv)를 출력하는 버퍼(711)의 이득이 조절되도록 하는 버퍼 이득 제어값을 생성하거나(S941), 버퍼(711)의 전원 전압(VDD)이 상승되도록 버퍼 전원 전압 제어값을 생성하여 전원 공급부(712)를 제어할 수 있다(S942). The control for the driving signal supply unit 710 generates a buffer gain control value for controlling the gain of the buffer 711 that outputs the driving signal Vdrv in operation S941, The buffer power supply voltage control value may be generated to control the power supply unit 712 (S942).

한편, 센서 패드(SP)로부터의 출력 신호를 보상하는 방법은, 센서 패드(SP)로부터의 출력 신호를 받는 센싱 회로(SC)의 연산 증폭기에 비교의 결과로 결정된 센싱 전압 제어값을 적용하거나(S943), 센서 어레이(110) 전체의 출력 신호를 증폭시키는 PGA(144)에 결정된 센싱 전압 제어값을 적용할 수 있다(S944). 또한, 센서 어레이(110) 전체의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(146)의 디지털 변환에 해당 센싱 전압 제어값을 적용할 수도 있다(S945).On the other hand, a method of compensating the output signal from the sensor pad SP is to apply a sensing voltage control value determined as a result of the comparison to the operational amplifier of the sensing circuit SC receiving the output signal from the sensor pad SP S943), the determined sensing voltage control value may be applied to the PGA 144 amplifying the output signal of the entire sensor array 110 (S944). Also, the sensing voltage control value may be applied to the digital conversion of the ADC 146 that converts the output signal of the entire sensor array 110 into a digital signal (S945).

본 발명에 의하면, 외부 전극에 인가되는 구동 신호의 크기를 측정하여, 감쇄된 정도에 따라 구동 신호의 크기를 증폭시키거나, 센서 패드로부터 출력되는 신호를 처리하는 회로 중 일부에 대한 이득을 제어함으로써, 지문 이미지 생성에 필요한 신호의 크기를 적절히 유지할 수 있다. According to the present invention, the magnitude of the driving signal applied to the external electrode is measured, the magnitude of the driving signal is amplified according to the degree of attenuation, or the gain of a part of the circuit for processing the signal output from the sensor pad is controlled , The size of a signal necessary for generating a fingerprint image can be appropriately maintained.

또한, 본 발명의 따르면, 지문 검출 장치에 최초 공급되는 구동 신호 자체로부터 감쇄되는 크기에 기초하여 보상 동작을 하므로, 구동 신호 감쇄의 정도에 따른 직접적인 제어가 가능하다. 이에 따라, 구동 신호가 손가락 외에 메탈 케이스로 분산되어 감쇄된 구동신호에 응답하여 센싱되는 지문 이미지가 열화되는 문제를 근본적으로 해결할 수 있다. Further, according to the present invention, since the compensation operation is performed based on the magnitude of attenuation from the driving signal itself initially supplied to the fingerprint detecting device, direct control according to the degree of the driving signal attenuation is possible. Accordingly, the problem that the fingerprint image which is sensed in response to the attenuated driving signal is dispersed to the metal case other than the finger is radically solved.

한편, 본 발명에 따르면, 구동 신호의 감쇄를 회로 설계의 편의에 맞추어 다양한 방식으로 보상할 수 있다. Meanwhile, according to the present invention, the attenuation of the driving signal can be compensated in various ways in accordance with the convenience of circuit design.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

100: 지문 검출 장치
300: 표시부
500: 커버 유리
110: 센서 어레이
111: 지문 센서 소자
130: 외부 전극
140: 신호 처리부
141: 필터부
142: 샘플 앤 홀드부
143: RDC
144: PGA
145: DSG
146: ADC
150: 입출력부
210, 710: 구동 신호 공급부
211, 711: 버퍼
212, 712: 전원 공급부
220: 보상부
221, 721: 비교부
222: 제어값 결정부
722: 제어값 결정부
100: fingerprint detection device
300:
500: Cover glass
110: sensor array
111: fingerprint sensor element
130: external electrode
140: Signal processor
141:
142: Sample and hold section
143: RDC
144: PGA
145: DSG
146: ADC
150: Input /
210, 710: driving signal supply unit
211, 711: buffer
212, 712: Power supply
220:
221, 721:
222: Control value determination unit
722: Control value determination unit

Claims (8)

손가락으로 구동 신호를 인가하는 구동 전극;
상기 구동 신호 인가에 따른 응답 신호를 출력하는 복수개의 센서 패드들을 포함하며, 상기 구동 전극과 인접하게 배치되는 센서 어레이;
입력되는 신호에 대응하여 기설정된 이득에 따라 상기 구동 신호를 출력하는 버퍼를 포함하는 구동 신호 공급부; 및
상기 구동 신호 공급부로부터 상기 구동 전극에 인가되는 구동 신호의 크기에 따라, 상기 구동 신호 또는 상기 복수개의 센서 패드들로부터의 출력 신호를 증폭하기 위한 제어값을 출력하여, 상기 손가락과 메탈 케이스로의 전압 분배에 의한 상기 구동 신호의 감쇄를 보상하는 보상부를 포함하는, 지문 검출 장치.
A driving electrode for applying a driving signal with a finger;
A sensor array including a plurality of sensor pads for outputting a response signal in response to application of the driving signal, the sensor array being disposed adjacent to the driving electrode;
A driving signal supplier including a buffer for outputting the driving signal according to a predetermined gain corresponding to an input signal; And
A control signal for amplifying the drive signal or an output signal from the plurality of sensor pads according to a magnitude of a drive signal applied to the drive electrode from the drive signal supply unit, And a compensation unit for compensating for attenuation of the drive signal by the distribution.
제1항에 있어서,
상기 버퍼는 전원 전압과 그라운드 전위 사이에서 상기 구동 신호를 출력하고,
상기 보상부는, 상기 구동 신호의 크기를 적어도 하나의 기준값과 비교하고, 비교결과에 기초하여, 상기 버퍼의 상기 전원 전압을 조절하기 위한 버퍼 전원 전압 제어값을 결정하는, 지문 검출 장치.
The method according to claim 1,
The buffer outputs the drive signal between a power supply voltage and a ground potential,
Wherein the compensating unit compares the magnitude of the driving signal with at least one reference value and determines a buffer power supply voltage control value for adjusting the power supply voltage of the buffer based on the comparison result.
제1항에 있어서,
상기 보상부는,
상기 구동 신호의 크기를 적어도 하나 이상의 기준값과 비교하고, 비교결과에 기초하여, 상기 버퍼의 이득을 조절하기 위한 버퍼 이득 제어값을 결정하는, 지문 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the compensation unit comprises:
And compares the magnitude of the drive signal with at least one reference value and determines a buffer gain control value for adjusting the gain of the buffer based on the comparison result.
제1항에 있어서,
상기 보상부는,
상기 구동 신호의 크기를 적어도 하나의 기준값과 비교하고, 비교결과에 기초하여 상기 센서 패드로부터 출력되는 센싱 전압을 보상하기 위한 센싱 전압 제어값을 결정하는, 지문 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the compensation unit comprises:
And compares the magnitude of the drive signal with at least one reference value and determines a sensing voltage control value for compensating a sensing voltage output from the sensor pad based on the comparison result.
제4항에 있어서,
상기 센서 패드 각각과 연결된 센싱 회로 및 상기 센싱 회로로부터의 출력 신호를 프로세싱하는 신호 처리부를 더 포함하고,
상기 보상부는 상기 결정된 센싱 전압 제어값을 상기 센싱 회로 또는 신호 처리부에 적용하는, 지문 검출 장치.
5. The method of claim 4,
Further comprising a sensing circuit coupled to each of the sensor pads and a signal processor for processing an output signal from the sensing circuit,
Wherein the compensation unit applies the determined sensing voltage control value to the sensing circuit or the signal processing unit.
제5항에 있어서,
상기 센싱 전압 제어값은,
상기 신호 처리부 내의 PGA(Programmable Gain Amplifier) 또는 ADC(Analog to Digital Converter)에 적용되는, 지문 검출 장치.
6. The method of claim 5,
The sensing voltage control value is a value
And is applied to a PGA (Programmable Gain Amplifier) or an ADC (Analog to Digital Converter) in the signal processing unit.
제1항에 있어서,
상기 보상부는,
상기 구동 신호의 크기를 기설정된 이상값(ideal value)과 대비하여, 상기 보상을 수행하는, 지문 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the compensation unit comprises:
And compares the magnitude of the drive signal with a predetermined ideal value to perform the compensation.
구동 전극을 통한 구동 신호 인가에 따른 손가락으로부터의 응답 신호를 출력하는 복수개의 센서 패드들을 포함하는 지문 검출 장치의 동작 방법으로서,
버퍼에 인에이블 신호 및 소정의 입력 신호를 공급하여 상기 버퍼가 기설정된 이득에 따라 상기 구동 신호를 출력하도록 하는 단계;
상기 버퍼로부터 출력되어 상기 구동 전극에 인가되는 구동 신호의 크기를 측정하는 단계; 및
상기 측정 결과에 따라, 상기 구동 신호 또는 상기 복수개의 센서 패드들로부터의 출력 신호를 증폭하기 위한 제어값을 출력하여, 상기 손가락과 메탈 케이스로의 전압 분배에 의한 상기 구동 신호의 감쇄를 보상하는 데에 사용되는 제어값을 결정하는 단계를 포함하는, 지문 검출 장치의 동작 방법.
And a plurality of sensor pads for outputting a response signal from a finger in response to application of a driving signal through the driving electrode,
Supplying an enable signal and a predetermined input signal to the buffer so that the buffer outputs the drive signal according to a predetermined gain;
Measuring a magnitude of a driving signal output from the buffer and applied to the driving electrode; And
According to the measurement result, a control value for amplifying the drive signal or the output signal from the plurality of sensor pads is output to compensate the attenuation of the drive signal by voltage distribution to the finger and the metal case Determining a control value to be used for the fingerprint detection device.
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