KR101846335B1 - 주변광의 영향을 완화하는 광학식 지문 센싱 장치 및 방법 - Google Patents

주변광의 영향을 완화하는 광학식 지문 센싱 장치 및 방법 Download PDF

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길준호
김성욱
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Abstract

주변광의 영향을 완화하는 광학식 지문 센싱 장치 및 방법이 게시된다. 본 발명의 광학식 지문 센싱 장치 및 방법에 의하면, 상기 손가락에 광학 작용된 센싱광만에 의한 측정 신호의 데이터값을 획득할 수 있다. 이때, 상기 선택 투과 물질층이 상기 주변광의 에너지를 감소시켜 상기 픽셀 어레이의 상기 감지 픽셀에 조사됨으로써, 본 발명의 광학식 지문 센싱 장치의 오동작 방지에 큰 효과를 발생한다. 그 결과, 본 발명의 광학식 지문 센싱 장치 및 방법에 의하여, 주변광의 영향이 크게 완화되어 신뢰도가 높은 양질의 손가락 지문 영상이 획득될 수 있다.

Description

주변광의 영향을 완화하는 광학식 지문 센싱 장치 및 방법{OPTICAL FINGERPRINT SENSING DEVICE AND METHOD WITH REDUCING THE EFFECT OF AMBIENT LIGHT}
본 발명은 광학식 지문 센싱 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 주변광의 영향을 완화하는 광학식 지문 센싱 장치 및 방법에 관한 것이다.
컴퓨터 기술의 발달에 따라 스마트폰(smart phone), 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant) 등과 같은 다양한 용도의 컴퓨터 기반 시스템(computer based system)이 개발되어 왔다. 이들 시스템에는 통상적으로 개인의 사생활과 관련된 개인정보는 물론 영업정보나 영업기밀과 같이 비밀을 요하는 많은 데이터가 저장되어 있기 때문에, 이들 데이터를 보호하기 위해서는 보안을 강화해야 할 필요성이 있다.
이를 위해 종래부터 손가락의 지문을 이용하여 시스템의 등록이나 인증을 수행함으로써 보안성을 강화할 수 있도록, 손가락 지문을 감지하는 지문 센싱 방법이 알려져 있다. 지문 센싱 방법은 다양한 방식으로 개발되고 있는데, 그 중의 하나가 광학식 지문 센싱 방법(optical fingerprint sensing method)이다.
광학식 지문 센싱 방법(optical fingerprint sensing method)은 내부에 내장되는 LED(Light Emitting Diode) 등의 광원(光源) 소스에서 제공되는 소스광(光)을 손가락에 조사(照射)하고, 상기 소스광이 조사된 손가락의 부위에 따라 감지 픽셀에 입사되는 센싱광에 대응하여 감지 픽셀에서 발생되는 감지 신호의 전기적 성분을 검출하여 이용하는 방식이다. 즉, 광학식 지문 센싱 방법은 소스광이 주사되는 손가락 부위가 릿지(ridge)인지 혹은 벨리(valley)인지에 따라, 상기 감지 신호의 전기적 성분의 차이가 발생하는 점을 이용하여 손가락의 지문 패턴을 센싱하는 방식이다.
그런데 광학식 지문 센싱 방법에서, 상기 감지 신호의 전기적 성분은 손가락의 부위에 따른 센싱광 뿐만아니라, 태양광과 같은 주변광에 의하여 생성될 수 있다.
이 경우, 센싱광에 따른 상기 감지 신호의 전기적 성분의 크기가 실질적으로 매우 작은 점을 고려하면, 손가락의 지문 센싱의 신뢰성이 상당히 저하된다.
따라서, 광학식 지문 센싱 방법에서는, 주변광의 영향을 감소시키는 것이 매우 중요한 과제이다.
본 발명의 목적은 주변광에 따른 영향을 저감시킴으로써, 손가락 지문 패턴 센싱의 신뢰성을 높일 수 있는 광학식 지문 센싱 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면은 광학식 지문 센싱 장치에 관한 것이다. 본 발명의 광학식 지문 센싱 장치는 제1 동작 상태에서 소스광(光)의 조사(凋謝)가 차단되도록 구동되며, 제2 동작 상태에서 손가락에 상기 소스광(光)을 조사(凋謝)하도록 구동되는 광원 소스; 주변광과 센싱광을 파장에 따라 선택적으로 투과하도록 작용되는 선택 투과 물질층으로서, 상기 센싱광은 상기 광원 소스에서 조사된 상기 소스광이 상기 손가락에 광학 작용되어 생성되는 상기 선택 투과 물질층; 복수개의 감지 픽셀들이 배열되는 픽셀 어레이로서, 상기 복수개의 감지 픽셀들 각각은 상기 선택 투과 물질층을 투과한 상기 주변광과 상기 센싱광에 따른 입사광을 감지하여 감지 신호를 발생하는 상기 픽셀 어레이; 및 상기 손가락의 지문 패턴에 상응하는 데이터값을 가지며, 상기 복수개의 감지 픽셀들에 대응하는 복수개의 측정 신호들을 생성하도록 구동되는 감지 회로를 구비한다. 상기 소스광은 적어도 일부가 감지 대역에 포함되는 범위의 파장을 가진다. 상기 선택 투과 물질층은 상기 감지 대역에 포함되는 파장의 빛은 투과시키며, 상기 감지 대역에 포함되지 않은 파장의 빛은 차단되도록 작용된다. 상기 복수개의 측정 신호들 각각은 대응하는 상기 감지 픽셀의 제1 예비 데이터와 제2 예비 데이터의 차이에 기초한 데이터 값을 가진다. 이때, 상기 제1 예비 데이터는 상기 제1 동작 상태에서 발생되는 대응하는 상기 감지 픽셀의 상기 감지 신호의 전기적 성분값이며, 상기 제2 예비 데이터는 상기 제2 동작 상태에서 발생되는 대응하는 상기 감지 픽셀의 상기 감지 신호의 전기적 성분값이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면은 광학식 지문 센싱 방법에 관한 것이다. 본 발명의 광학식 지문 센싱 방법은 손가락에 소스광(光)을 조사(凋謝)하는 제1 동작 상태에서, 선택 투과 물질층을 투과하여 감지 픽셀에 입사되는 빛을 감지하여 제1 예비 데이터를 생성하는 단계; 상기 손가락에 상기 소스광(光)의 조사(凋謝)가 차단되는 제2 동작 상태에서, 상기 선택 투과 물질층을 투과하여 상기 감지 픽셀에 입사되는 빛을 감지하여 제2 예비 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 제1 예비 데이터와 상기 제2 예비 데이터를 이용하여 측정 신호를 생성하는 단계를 구비한다. 상기 소스광은 적어도 일부가 감지 대역에 포함되는 범위의 파장을 가진다. 상기 선택 투과 물질층은 상기 감지 대역에 포함되는 파장의 빛은 투과시키며, 상기 감지 대역에 포함되지 않은 파장의 빛은 차단되도록 작용된다. 상기 측정 신호는 대응하는 상기 감지 픽셀의 제1 예비 데이터와 제2 예비 데이터의 차이에 기초한 데이터 값을 가진다. 상기 제1 예비 데이터는 상기 제1 동작 상태에서 발생되는 대응하는 상기 감지 픽셀의 상기 감지 신호의 전기적 성분값이며, 상기 제2 예비 데이터는 상기 제2 동작 상태에서 발생되는 대응하는 상기 감지 픽셀의 상기 감지 신호의 전기적 성분값이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면은 광학식 지문 센싱칩에 관한 것이다. 본 발명의 광학식 지문 센싱칩은 감지 대역의 파장을 가지는 빛은 투과시키며, 상기 감지 대역 파장 이외의 파장을 빛은 차단되도록 작용되는 선택 투과 물질층; 복수개의 감지 픽셀들이 배열되는 픽셀 어레이로서, 상기 복수개의 감지 픽셀들 각각은 상기 선택 투과 물질층을 투과하여 입사되는 입사광을 감지하여 감지 신호를 발생하는 상기 픽셀 어레이; 및 상기 복수개의 감지 픽셀들에 대응하는 복수개의 측정 신호들을 생성하도록 구동되는 감지 회로로서, 상기 복수개의 측정 신호들 각각은 대응하는 상기 복수개의 감지 픽셀들 각각의 감지 신호의 전기적 성분값을 이용하여 생성되는 상기 감지 회로를 구비한다. 상기 복수개의 측정 신호들 각각은 제1 예비 데이터와 제2 예비 데이터의 차이에 대응하는 데이터 값을 가지며, 상기 제1 예비 데이터는 제1 동작 상태에서 발생되는 대응하는 상기 감지 픽셀의 상기 감지 신호의 전기적 성분값이며, 상기 제2 예비 데이터는 제2 동작 상태에서 발생되는 대응하는 상기 감지 픽셀의 상기 감지 신호의 전기적 성분값이다.
상기와 같은 구성의 본 발명의 광학식 지문 센싱 장치 및 방법에 의하면, 상기 손가락에 광학 작용되어 발생된 센싱광만에 의한 측정 신호의 데이터값을 획득할 수 있다. 이때, 상기 선택 투과 물질층이 상기 주변광의 에너지를 감소시켜 상기 픽셀 어레이의 상기 감지 픽셀에 조사됨으로써, 본 발명의 광학식 지문 센싱 장치의 오동작 방지에 큰 효과를 발생한다. 그 결과, 본 발명의 광학식 지문 센싱 장치 및 방법에 의하여, 주변광의 영향이 크게 완화되어 신뢰도가 높은 양질의 손가락 지문 영상이 획득될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광학적 지문 센싱 장치의 투시도이다.
도 2는 도 1의 광학적 지문 센싱 장치의 단면도로서, A-A'선에 따른 단면을 나타낸다.
도 3은 도 2의 선택 투과 물질층에서의 빛의 파장에 따른 투과율을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 선택 투과 물질층에 의한 태양광의 차단 및 투과를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 광학식 지문 감지 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 잇점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.
그리고, 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
한편, 본 명세서의 도면에서 여러 층(또는 막) 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 관점에서 설명하였고, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 의미한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광학적 지문 센싱 장치의 투시도이다. 그리고, 도 2는 도 1의 광학적 지문 센싱 장치의 단면도로서, A-A'선에 따른 단면을 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 광학식 지문 센싱 장치(100)는 외형이 보호 몰드(PKMD)로 형성되며, 상기 보호 몰드(PKMD)는 내부의 구성요소들을 기계적 충격으로부터 보호하는 역할을 한다.
그리고, 상기 보호 몰드(PKMD)에는, 상기 광학 윈도우(110)가 형성된다. 상기 광학 윈도우(110)는 상기 보호 몰드(PKMD)의 상부면에 확보되는 영역으로서, 손가락(FNG)이 놓일 수 있다. 즉, 본 발명의 광학적 지문 센싱 장치(100)는 상기 광학 윈도우(110)에 놓이는 상기 손가락(FNG)의 지문을 영상으로 확인할 수 있도록 설계된다.
본 발명의 광학식 지문 센싱 장치(100)는 광원 소스(120), 선택 투과 물질층(130), 픽셀 어레이(140), 및 감지 회로(150)를 구비한다.
상기 광원 소스(120)는 파워온 신호(PWR)가 비활성화되는 제1 동작 상태(P-FN, 도 5 참조)에서 소스광(SGT)의 조사(凋謝)가 차단된다. 그리고, 상기 파워온 신호(PWR)가 활성화되는 제2 동작 상태(P-SD, 도 5 참조)에서는, 상기 소스광(SGT)은 상기 광학 윈도우(110)에 위치되는 상기 손가락(FNG)을 향하여 조사된다.
여기서, 상기 광원 소스(120)에서 제공되는 상기 소스광(SGT)은 적어도 일부가 소정의 감지 대역(WBDT, 도 3 참조)에 포함되는 파장을 가지는 빛이다.
본 실시예에서, 상기 감지 대역(WBDT)은 기준 파장(RWL, 도 3 참조)보다 긴 파장 대역이다. 바람직하기로는, 상기 감지 대역(WBDT)은 적외선 영역인 850nm를 포함하는 파장 대역이다. 또한, 다른 바람직한 실시예에서는, 상기 감지 대역(WBDT)은 역시 적외선 영역인 900nm 내지 950nm를 포함하는 파장 대역이다.
한편, 도 2에서, 참조번호 115는 광 도파관(wave guide)을 나타낸다. 이러한 광도파관(115)에 의하여, 상기 소스광(SGT)이 상기 광학 윈도우(110)의 전영역에 비교적 균일하게 하부에서 상부면으로 조사될 수 있다.
그러나, 이는 하나의 예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상은 광 도파관을 사용하는 실시예 뿐만아니라 광 프리즘을 사용하는 다른 실시예 등으로 확장될 수 있다.
상기 선택 투과 물질층(130)은 외부로부터 상기 픽셀 어레이(140)에 입사되는 광을 선택적으로 투과하도록 작용한다. 다시 기술하자면, 상기 선택 투과 물질층(130)은 주변광(AGT)과 센싱광(RGT)을 파장에 따라 선택적으로 투과하도록 작용된다. 여기서, 상기 센싱광(RGT)은 상기 광원 소스(120)에서 상기 소스광(SGT)이 상기 손가락(FNG)에 광학 작용(예, 반사, 산란 등)하여 생성되는 광(光)이다.
즉, 상기 선택 투과 물질층(130)은, 도 3에 도시되는 바와 같이, 상기 감지 대역(WBDT)의 파장을 가지는 빛은 투과시키며, 상기 감지 대역 파장(WBDT) 이외의 파장을 가지는 빛은 차단되도록 형성된다.
그 결과, 상기 광원 소스(120)에서 상기 소스광(SGT)이 상기 손가락(FNG)에 광학 작용하여 생성되는 센싱광(RGT)는 거의 손실없이 상기 선택 투과 물질층(130)을 투과한다.
하지만, 태양 등에서 조사되는 주변광(AGT) 중 상기 기준 파장(RWL)보다 짧은 파장을 가지는 가시광선(VGT)은 상기 선택 투과 물질층(130)을 투과하지 못하고 반사된다.
물론, 태양 등에서 조사되는 주변광(TGT) 중 상기 기준 파장(RWL)보다 긴 파장을 가지는 적외선은 상기 선택 투과 물질층(130)을 투과하여 선택 투과광(TGT)으로 상기 픽셀 어레이(130)에 작용한다.
본 실시예에서, 상기 상기 선택 투과 물질층(130)을 투과하여 상기 픽셀 어레이(130)에 작용되는 광(光) 전체를 '입사광(IGT)'으로 통칭한다. 즉, 상기 '입사광(IGT)'은 상기 선택 투과 물질층(130)을 투과한 상기 주변광(AGT)과 상기 센싱광(SGT)에 따른다.
이 경우, 상기 소스광(SGT)의 조사(凋謝)가 차단되는 상기 제1 동작 상태(P-FN, 도 5 참조)에서는 상기 입사광(IGT)은 상기 선택 투과광(TGT) 즉, 태양 등에서 조사되는 주변광(AGT) 중 상기 기준 파장(RWL)보다 긴 파장을 가지는 적외선에 해당된다.
그리고, 상기 소스광(SGT)은 상기 광학 윈도우(110)에 위치되는 상기 손가락(FNG)을 향하여 조사되는 상기 제2 동작 상태(P-SD, 도 5 참조)에서는, 상기 입사광(IGT)은 상기 센싱광(RGT)와 상기 선택 투과광(TGT)의 합 즉, 상기 소스광(SGT)이 상기 손가락(FNG)에 작용하여 생성되는 빛과 태양 등에서 조사되는 주변광(TGT) 중 상기 기준 파장(RWL)보다 긴 파장을 가지는 적외선의 합에 해당된다.
상기 픽셀 어레이(140)는 평면상에 매트릭스의 형태 등의 다양한 형태로 배열될 수 있는 복수개의 감지 픽셀(PIX)들을 포함한다. 상기 복수개의 감지 픽셀(PIX)들 각각은 상기 선택 투과 물질층(130)을 투과하여 입사되는 입사광을 감지하여 자신의 감지 신호(XDET)를 발생한다.
여기서, 상기 감지 픽셀(PIX)은 포토 다이오드, 이미지 센서 등의 다양한 형태로 구현될 수 있다. 그리고, 이러한 상기 감지 픽셀(PIX)의 구현은 당업자에게는 자명하므로, 본 명세서에서, 그에 대한 구체적인 기술은 생략된다.
상기 감지 회로(150)는 상기 손가락(FNG)의 지문 패턴에 상응하는 데이터값을 가지며, 상기 복수개의 감지 픽셀(PIX)들에 대응하는 복수개의 측정 신호(XMES)들을 생성하도록 구동된다.
이때, 복수개의 측정 신호(XMES)들 각각은 대응하는 상기 감지 픽셀(PIX)의 상기 감지 신호(XDET)의 전기적 성분값을 이용하여 생성된다.
구체적으로, 상기 복수개의 측정 신호(XMES)들 각각의 데이터값은 대응하는 상기 감지 픽셀(PIX)의 제1 예비 데이터(XDTP1)와 제2 예비 데이터(XDTP2)의 데이터값의 차이에 기초된다. 이때, 상기 제1 예비 데이터(XDTP1)는 상기 소스광(SGT)의 조사가 차단되는 제1 동작 상태(P-FN)에서 발생되는 대응하는 상기 감지 픽셀(PIX)의 전기적 성분값이다. 상기 제2 예비 데이터(XDTP2)는 상기 소스광(SGT)이 조사되는 제2 동작 상태(P-SD)에서 발생되는 대응하는 상기 감지 픽셀(PIX)의 전기적 성분값이다.
한편, 본 발명의 광학식 지문 센싱 장치(100)의 구성요소들 중에서, 상기 선택 투과 물질층(130), 픽셀 어레이(140) 및 감지 회로(150)는 하나의 광학적 지문 센싱칩(FCP)으로 구현될 수 있다.
계속하여, 본 발명의 광학식 지문 센싱 창치의 동작이 기술된다.
도 5는 본 발명의 광학식 지문 감지 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 광학식 지문 센싱 장치의 구동시에는, 제1 동작 상태(P-FN) 및 제2 동작 상태(P-SD)가 순서적으로 진행된다.
본 실시예에서는, 상기 제1 동작 상태(P-FN)에서는, 상기 광원 소스(120)가 오프(off)되어 상기 소스광(SGT)의 조사가 차단된다. 그러므로, 상기 제1 동작 상태(P-FN)에서, 상기 센싱광(RGT)은 생성되지 않는다.
상기 제1 동작 상태(P-FN)에서는, 제1 예비 데이터(XDTP1)가 센싱된다. 이때, 상기 제1 예비 데이터(XDTP1)는, 전술한 바와 같이, 상기 광원 소스(120)의 제1 동작 상태(P-FN)에서 발생되는 상기 감지 신호(XDET)의 전기적 성분값에 기초한 아날로그 또는 디지털 데이터값이다.
즉, 상기 제1 예비 데이터(XDTP1)는 광원 소스(120)의 소스광(SGT)의 조사가 차단된 상태에서 상기 선택 투과 물질층(130)을 투과한 선택 투과광(TGT)만에 의하여 상기 픽셀 어레이(140)의 대응하는 상기 감지 픽셀(PIX)에서 발생되는 상기 감지 신호(XDET)의 전기적 성분값에 기초한 데이터값이다.
상기 제2 동작 상태(P-SD)에서는, 상기 광원 소스(120)가 온(on)되어 상기 소스광(SGT)이 조사된다. 그러므로, 상기 제2 동작 상태(P-SD)에서, 상기 손가락(FNG)에 광학 작용된 상기 센싱광(RGT)이 생성된다.
상기 제2 동작 상태(P-SD)에서는, 제2 예비 데이터(XDTP2)가 센싱된다. 이때, 상기 제2 예비 데이터(XDTP2)는, 전술한 바와 같이, 상기 광원 소스(120)의 제2 동작 상태(P-SD)에서 발생되는 상기 감지 신호(XDET)의 전기적 성분값에 기초한 아날로그 또는 디지털 데이터값이다.
즉, 상기 제2 예비 데이터(XDTP2)는 광원 소스(120)의 소스광(SGT)이 상기 손가락(FNG)에 광학 작용하여 발생되는 센싱광(RGT)과 상기 선택 투과 물질층(130)을 투과한 선택 투과광(TGT)의 합에 의하여 대응하는 상기 감지 픽셀(PIX)에서 발생되는 상기 감지 신호(XDET)의 전기적 성분값에 기초한 데이터값이다.
그리고, 상기 제2 동작 상태(P-SD)에서는, 유의미한 상기 측정 신호(XMES)가 생성된다. 이때, 상기 측정 신호(XMES)는 상기 제1 예비 데이터(XDTP1)와 상기 제2 예비 데이터(XDTP2)의 차이를 반영한다. 즉, 상기 측정 신호(XMES)는 상기 제1 예비 데이터(XDTP1)와 상기 제2 예비 데이터(XDTP2)를 이용하여 생성된다.
예로서, 상기 측정 신호(XMES)는 상기 제2 예비 데이터(XDTP2)의 데이터값에서 상기 제1 예비 데이터(XDTP1)의 데이터값을 뺀 값에 기초하여 생성된다.
이 경우, 상기 측정 신호(XMES)는 상기 선택 투과광(TGT)를 배제한 센싱광(RGT)만에 의한 상기 감지 픽셀(PIX)의 상기 감지 신호(XDET)의 전기적 성분에 기초한 값으로 된다.
한편, 상기 감지 픽셀(PIX)은 태양광과 같은 주변광이 직접 조사되는 경우, 포화 상태의 동작 구간으로 진입되어 오동작의 가능성이 크게 증가한다는 점에 유의한다. 그리고, 상기 픽셀 어레이(140)의 상기 감지 픽셀(PIX)에 조사되는 비의도적인 빛은 상기 주변광(AGT)가 아니라 상기 선택 투과광(TGT)인 점에도 유의한다.
즉, 태양이 비추는 야외에서 주변광(AGT) 중의 많은 부분의 에너지가 상기 가시광선(VGT)이 지니고 있음을 고려할 때, 상기 선택 투과광(TGT)은 상기 주변광(AGT)에 비하여 매우 작은 에너지를 가지고 있음을 알 수 있다.
다시 기술하자면, 상기 선택 투과광(TGT)이 상기 픽셀 어레이(140)에 조사되는 본 발명의 경우에는, 상기 주변광(AGT)가 상기 픽셀 어레이(140)에 직접 조사되는 경우에 비하여, 상기 픽셀 어레이(140)의 상기 감지 픽셀(PIX)에 비의도적으로 조사되는 빛의 에너지가 현저히 감소된다.
이러한 본 발명의 광학식 지문 센싱 장치에서, 상기 감지 픽셀(PIX)에 비의도적으로 조사되는 빛의 에너지가 현저히 감소됨에 따라, 상기 감지 픽셀(PIX)이 포화 영역에서 동작될 가능성은 현저히 감소된다.
정리하면, 본 발명의 광학식 지문 센싱 장치에서는, 상기 광원 소스(120)의 제2 동작 상태(P-SD)에서 발생되는 상기 감지 신호(XDET)의 전기적 성분값과 상기 광원 소스(120)의 제1 동작 상태(P-FN)에서 발생되는 상기 감지 신호(XDET)의 전기적 성분값의 차이를 이용하여, 상기 손가락(FNG)의 지문 패턴에 상응하는 측정 신호(XMES)가 생성된다.
이에 따라, 본 발명의 광학식 지문 센싱 장치에 의하면, 상기 손가락(FNG)에 반사된 반사광(RGT)만에 의한 측정 신호(XMES)의 데이터값을 획득할 수 있다. 이때, 상기 상기 선택 투과 물질층(130)이 상기 주변광(AGT)의 에너지를 감소시켜 상기 감지 픽셀(PIX)에 조사되게 함으로써, 본 발명의 광학식 지문 센싱 장치의 오동작 방지에 큰 효과를 발생한다.
그 결과, 상기와 같은 본 발명의 광학식 지문 센싱 장치에 의하여, 주변광의 영향이 크게 완화되어 신뢰도가 높은 양질의 손가락 지문 영상이 획득될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
예를 들면, 본 명세서에서는, 상기 제1 동작 상태(P-FN)에서는 조사광의 조사가 차단되며, 상기 제2 동작 상태(P-SD)에서는 상기 조사광이 조사되는 실시예가 도시되고 기술된다. 하지만, 본 발명의 기술적 사상은 상기 제1 동작 상태(P-FN)에서 조사광이 조사되고, 상기 제2 동작 상태(P-SD)에서는 상기 조사광의 조사가 차단되는 실시예에 의해서도 구현될 수 있음은 당업자에게는 자명하다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 광학식 지문 센싱 장치에 있어서,
    제1 동작 상태에서 소스광(光)의 조사(凋謝)가 차단되도록 구동되며, 제2 동작 상태에서 손가락에 상기 소스광(光)을 조사(凋謝)하도록 구동되는 광원 소스;
    주변광과 센싱광을 파장에 따라 선택적으로 투과하도록 작용되는 선택 투과 물질층으로서, 상기 센싱광은 상기 광원 소스에서 조사된 상기 소스광이 상기 손가락에 광학 작용되어 생성되는 상기 선택 투과 물질층;
    복수개의 감지 픽셀들이 배열되는 픽셀 어레이로서, 상기 복수개의 감지 픽셀들 각각은 상기 선택 투과 물질층을 투과한 상기 주변광과 상기 센싱광에 따른 입사광을 감지하여 감지 신호를 발생하는 상기 픽셀 어레이; 및
    상기 손가락의 지문 패턴에 상응하는 데이터값을 가지며, 상기 복수개의 감지 픽셀들에 대응하는 복수개의 측정 신호들을 생성하도록 구동되는 감지 회로를 구비하며,
    상기 소스광은
    적어도 일부가 감지 대역에 포함되는 범위의 파장을 가지며,
    상기 선택 투과 물질층은
    상기 감지 대역에 포함되는 파장의 빛은 투과시키며, 상기 감지 대역에 포함되지 않은 파장의 빛은 차단되도록 작용되며,
    상기 복수개의 측정 신호들 각각은
    대응하는 상기 감지 픽셀의 제1 예비 데이터와 제2 예비 데이터의 차이에 기초한 데이터 값을 가지되, 상기 제1 예비 데이터는 상기 제1 동작 상태에서 발생되는 대응하는 상기 감지 픽셀의 상기 감지 신호의 전기적 성분값이며, 상기 제2 예비 데이터는 상기 제2 동작 상태에서 발생되는 대응하는 상기 감지 픽셀의 상기 감지 신호의 전기적 성분값인 것을 특징으로 하는 광학식 지문 센싱 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 감지 대역은
    기준 파장보다 긴 파장 영역인 것을 특징으로 하는 광학식 지문 센싱 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 감지 대역은
    850nm를 포함하는 파장 대역인 것을 특징으로 하는 광학식 지문 센싱 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 감지 대역은
    900nm 내지 950nm를 포함하는 파장 대역인 것을 특징으로 하는 광학식 지문 센싱 장치.
  5. 광학식 지문 센싱 방법에 있어서,
    손가락에 소스광(光)을 조사(凋謝)하는 제1 동작 상태에서, 선택 투과 물질층을 투과하여 감지 픽셀에 입사되는 빛을 감지하여 제1 예비 데이터를 생성하는 단계;
    상기 손가락에 상기 소스광(光)의 조사(凋謝)가 차단되는 제2 동작 상태에서, 상기 선택 투과 물질층을 투과하여 상기 감지 픽셀에 입사되는 빛을 감지하여 제2 예비 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 예비 데이터와 상기 제2 예비 데이터를 이용하여 측정 신호를 생성하는 단계를 구비하며,
    상기 소스광은
    적어도 일부가 감지 대역에 포함되는 범위의 파장을 가지며,
    상기 선택 투과 물질층은
    상기 감지 대역에 포함되는 파장의 빛은 투과시키며, 상기 감지 대역에 포함되지 않은 파장의 빛은 차단되도록 작용되며,
    상기 측정 신호는
    대응하는 상기 감지 픽셀의 제1 예비 데이터와 제2 예비 데이터의 차이에 기초한 데이터 값을 가지되, 상기 제1 예비 데이터는 상기 제1 동작 상태에서 발생되는 대응하는 상기 감지 픽셀의 감지 신호의 전기적 성분값이며, 상기 제2 예비 데이터는 상기 제2 동작 상태에서 발생되는 대응하는 상기 감지 픽셀의 상기 감지 신호의 전기적 성분값인 것을 특징으로 하는 광학식 지문 센싱 방법.

  6. 제5 항에 있어서, 상기 측정 신호를 생성하는 단계는
    상기 제2 동작 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 광학식 지문 센싱 방법.
  7. 삭제
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