KR101900173B1 - 지문 감지 장치 - Google Patents

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    • G06V40/1394—Detecting the live character of the finger, i.e. distinguishing from a fake or cadaver finger using acquisition arrangements

Abstract

지문 인식을 위한 박형 하이 콘트라스트 광학 획득 시스템을 위한 방법 및 장치들이 제공된다. 일 실시형태에서, 지문의 유효성을 결정하기 위한 장치는 광 굴절 디바이스 (광 굴절기), 광원, 집광 디바이스, 및 제어기를 포함한다.
광 굴절 디바이스는, 예를 들어, 리버스 전류 측정 및 증폭 회로를 갖는 액티브 매트릭스 유기 발광 다이오드 (AMOLED) 패널 구조 또는 TFT 라이트 패널 구조일 수 있고, 이미징 표면 및 시인 평면을 포함한다. 광원으로부터 입사 광은 직간접으로 이미징 표면에 투사되어 투사된 광으로부터 패턴화된 오브젝트의 이미지를 시인 평면 상에 생성한다. 장치는, 종래 광학 지문 획득 장치와 비교하여, 유연성이거나 또는 정합성 (conformable) 일 수도 있는, 박형 폼 팩터를 갖도록 구성된다.

Description

지문 감지 장치{FINGERPRINT SENSING APPARATUS}
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은, 2014년 6월 5일자로 출원된 미국 특허 가출원 번호 62/008,242 “Fingerprint Sensing Apparatus” 의 혜택을 주장하는 2014년 8월 19일자로 출원된 미국 출원 번호 14/463,062 “Fingerprint Sensing Apparatus” 의 혜택을 주장하고, 이들 출원들 양자 모두는 본원의 양수인에게 양도되었다. 전술된 미국 출원들은 이로써 참조에 의해 전부 원용된다.
분야
본 발명은 지문 검출 시스템의 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 지문 인식을 위한 박형 하이 콘트라스트 광학 획득 시스템에 관한 것이다.
다양한 지문 인식 디바이스들이 상업적 그리고 군사적 응용들을 위해 사용되어 왔다. 그러한 종래 지문 인식 디바이스들의 다수는 기존 지문 샘플들의 데이터베이스에 캡처된 지문의 패턴들을 매칭시키는 것에 초점을 맞춘다. 매치가 발견되면, 지문은 유효한 것으로 여겨지지만, 매치가 발견되지 않으면, 지문은 무효한 것으로 여겨진다.
모바일 디바이스들 및 플랫폼들을 위해 개발된 애플리케이션들은 보통, 보안 전자 트랜잭션들을 필요로 하고, 지문 인식은 그러한 트랜잭션들을 보다 안전하고 편리하게 만들기 위한 중요한 역할을 하기 시작하고 있다. 모바일 애플리케이션들을 위한 종래 지문 인식 디바이스들을 이용하는 결점들 중 하나는 그들의 물리적 폼 팩터가 모바일 디바이스들 및 모바일 플랫폼들에 적합하지 않다는 것이다. 디바이스는 모바일 디바이스에 부착되거나 또는 디바이스 내에 임베딩되야 한다. 종래 광학 지문 획득 디바이스들은 부피가 클 수 있고 이것은 모바일 디바이스들과 심리스하게 (seamlessly) 통합하기 어려울 수 있다.
그러므로, 종래 지문 인식 디바이스들의 상기 이슈들을 다룰 수 있는 지문 인식을 위한 박형 하이 콘트라스트 광학 획득 시스템을 갖는 것이 요망된다.
개요
지문 감지 장치를 위한 방법 및 시스템들이 제공된다. 일 실시형태에서, 지문의 유효성 (challenging) 을 결정하는 방법은, 지문으로 광을 방출하기 위해 복수의 광원들로부터 광원들의 세트를 결정하는 단계, 지문으로부터 산란된 광을 감지하기 위해 복수의 센서 구역들로부터 센서 구역들의 세트를 결정하는 단계, 지문으로부터 선택적 산란된 광을 감지하기 위해 센서 구역과 광원 사이의 최소 거리를 결정하는 단계, 지문으로부터 산란된 광을 생성하기 위하여 광원들의 세트로부터 광을 방출시키는 단계, 센서 구역들의 세트에서 산란된 광을 감지하는 단계, 및 복수의 센서 구역들에서 감지된 산란된 광을 이용하여 지문의 유효성을 결정하는 단계를 포함한다.
다른 실시형태에서, 지문의 유효성을 결정하기 위한 장치는 광 굴절 디바이스 (광 굴절기), 광원, 집광 디바이스, 및 제어기를 포함한다. 광 굴절 디바이스는, 예를 들어, 리버스 전류 측정 및 증폭 회로를 갖는 액티브 매트릭스 유기 발광 다이오드 (AMOLED) 패널 구조일 수 있고, 이미징 표면 및 시인 평면을 포함한다. 광원으로부터 입사 광은 직간접으로 이미징 표면에 투사되어 투사된 광으로부터 패턴화된 오브젝트의 이미지를 시인 평면 상에 생성한다. 장치는, 종래 광학 지문 획득 장치와 비교하여, 유연성 (flexible) 또는 정합성 (conformable) 일 수도 있는, 박형 폼 팩터를 갖도록 구성된다. AMOLED 패널은 광 소스 패널과 집광 디바이스들을 포함한다. 지문 감지 장치는 인셀 (in-cell) 구조로서 구현될 수 있다.
다른 실시형태에서, 지문의 유효성을 결정하기 위한 장치는 광 굴절 디바이스 (광 굴절기), 광원, 집광 디바이스, 및 제어기를 포함한다. 광 굴절 디바이스는, 예를 들어, 박막 트랜지스터 (TFT) 패널일 수 있고 이미징 표면, 수광 표면, 시인 평면, 및 집광 디바이스들을 포함한다. 광원은, 이산 광원들의 개별적으로 어드레스가능한 패널, 예를 들어, 액정 디스플레이 (LCD) 패널 또는 AMOLED 패널일 수 있다. 광원으로부터 입사 광은 수광 표면을 통해 투사되고 직간접으로 이미징 표면에 투사되어 투사된 광으로부터 패턴화된 오브젝트의 이미지를 시인 평면 상에 생성한다. 장치는, 종래 광학 지문 획득 장치와 비교하여, 유연성 또는 정합성일 수도 있는, 박형 폼 팩터를 갖도록 구성된다. TFT 패널은, 광원 패널의 상단에 배치되는 애드온 패널 (add-on panel) 로서 구현될 수 있다.
본 개시의 전술된 특징들 및 이점들, 그리고 이들의 추가 특징들 및 이점들은, 다음의 도면들의 비제한적 그리고 비망라적인 양태들과 함께 본 개시의 실시형태들의 상세한 설명을 읽은 후에 보다 명확하게 이해가능할 것이다. 같은 부호들이 도면 전체에 걸쳐서 사용된다.
도 1 (a) 는 본 개시의 양태들에 따른 지문의 돌출부 (ridge) 의 조명에 기초한 광 특성들을 예시한다. 도 1 (b) 는 본 개시의 양태들에 따른 지문의 오목부 (valley) 의 조명에 기초한 광 특성들을 예시한다.
도 2 는 본 개시의 양태들에 따른 2개 광원들로부터의 간섭들의 잠재적인 이슈들을 예시한다.
도 3a 는 본 개시의 양태들에 따른 지문의 돌출부들로부터 산란된 광에 대해 2개 광원들로부터의 간섭을 회피하는 예시적인 방법을 예시한다. 도 3b 는 본 개시의 양태들에 따른 지문으로부터 산란된 광에 대해 2개 광원들로부터의 간섭을 회피하는 예시적인 방법을 예시한다. 도 3c 는 본 개시의 양태들에 따른 지문으로부터 산란된 광에 대해 2개 광원들로부터의 간섭을 회피하는 또 다른 예시적인 방법을 예시한다. 도 3d 는 본 개시의 양태들에 따른 도 3c 의 예에 대한 광 세기 오버랩의 플롯을 예시한다.
도 4 (a) 는 본 개시의 양태들에 따른 도 3a 의 예시적인 방법의 측면도를 예시한다. 도 4 (b) 는 본 개시의 양태들에 따른 도 3a 의 예시적인 방법의 평면도를 예시한다.
도 5a 는 본 개시의 양태들에 따른 복수의 비오버랩 광원들 및 센서 구역들을 어드레싱하는 것의 예시적인 구현을 예시한다. 도 5b 는 본 개시의 양태들에 따른 복수의 비오버랩 광원들 및 센서 구역들을 어드레싱하는 것의 또 다른 예시적인 구현을 예시한다.
도 6a 는 본 개시의 실시형태들에 따른 지문을 스캔하는 예시적인 구현을 예시한다. 도 6b 는 본 개시의 실시형태들에 따른 지문을 스캔하는 또 다른 예시적인 구현을 예시한다. 도 6c 는 본 개시의 양태들에 따른 간섭을 회피하기 위한 인접 센서 구역들 사이의 예시적인 분리를 예시한다.
도 7a 는 지문 이미지를 캡처 및 승인 (validating) 하는 방법을 예시하고; 도 7b 는 지문에 광을 방출하기 위해 복수의 광원들로부터 광원들의 세트를 결정하는 방법을 예시하고; 도 7c 는 센서 구역들의 세트에서 산란된 광을 감지하는 방법을 예시하고; 도 7d 는 복수의 센서 구역들에서 감지된 산란된 광을 이용하여 지문의 유효성을 결정하는 방법을 예시하고; 그리고 도 7e 는 본 개시의 양태들에 따른 도 7a 의 지문 이미지를 캡처 및 승인하는 추가의 방법을 예시한다.
도 8a 는 본 개시의 양태들에 따라 센서 데이터를 수집하는 예시적인 구현을 예시한다. 도 8b 는 본 개시의 양태들에 따라 센서 데이터를 수집하는 또 다른 예시적인 구현을 예시한다. 도 8c 는 본 개시의 양태들에 따라 센서 데이터를 수집하는 또 다른 예시적인 구현을 예시한다. 도 8d 는 본 개시의 양태들에 따라 센서 데이터를 수집하는 또 다른 예시적인 구현을 예시한다. 도 8e 는 본 개시의 양태들에 따라 센서 데이터를 수집하는 또 다른 예시적인 구현을 예시한다.
도 9는 본 개시의 양태들에 따른 대응하는 활성 센서 구역 상의 광 방출 콘을 제어하는 효과들을 예시한다.
도 10a 는 본 개시의 양태들에 따른 지문 센서들을 갖는 단방향 OLED 를 예시하고; 도 10b 는 본 개시의 양태들에 따른 지문 센서들을 갖는 양방향 OLED 를 예시하고; 도 10c 는 본 개시의 양태들에 따른 지문 센서들을 갖는 순응성 OLED 를 예시하고; 도 10d 는 본 개시의 양태들에 따른 예시적인 OLED 구조를 예시한다.
도 11a 는 본 개시의 양태들에 따른 포워드 바이어스 (forward bias) 를 갖는 예시적인 서브픽셀 회로 셀을 예시하고; 도 11b 는 본 개시의 양태들에 따른 리버스 바이어스 (reverse bias) 를 갖는 예시적인 서브픽셀 회로 셀을 예시한다.
도 12 는 본 개시의 양태들에 따른 RGB 서브픽셀들을 갖는 예시적인 픽셀 회로 셀을 예시한다.
도 13 는 본 개시의 양태들에 따른 AMOLED 를 사용한 지문 획득의 프로세스를 예시한다.
도 14는 본 개시의 양태들에 따른 지문 인식을 위한 박형 하이 콘트라스트 광학 획득 시스템의 예시적인 제어기를 예시한다.
도 15는 본 개시의 양태들에 따른 박막 트랜지스터 (TFT) 패널 구조를 사용한 예시적인 광 감지 패널을 예시한다.
도 16 은 본 개시의 양태들에 따른 예시적인 지문 검출 시스템을 예시한다.
도 17 은 본 개시의 양태들에 따른 예시적인 패널 구조를 예시한다.
지문 감지 장치를 위한 방법 및 시스템들이 제공된다. 이하의 설명은 당업자가 본 개시를 제조 또는 사용하는 것을 가능하게 하기 위하여 제공된다. 특정 실시형태들 및 응용들의 설명들은 단지 예들로서 제공된다. 본원에 설명된 예들의 다양한 변형 및 조합들이 당업자에게 손쉽게 명백해질 것이며, 여기에 정의된 일반 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 예들 및 응용들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 개시는 설명되고 나타낸 예들에 한정되도록 의도된 것이 아니라, 여기에 개시된 원리 및 특징들에 부합하는 범위가 부여되야 한다. "예시적" 또는 "예" 이라는 용어는 "예, 실례, 또는 예시의 역할을 하는 것" 을 의미하는 것으로 여기에서 사용된다. "예시적" 또는 "예" 로서 여기에 설명된 임의의 양태 또는 실시형태는 반드시 다른 양태 또는 실시형태보다 바람직하거나 또는 유리한 것으로 해석되야 하는 것은 아니다.
이하의 상세한 설명의 일부는 컴퓨터 시스템 상에서 수행될 수 있는 정보에 대한 동작들의 플로우차트, 논리 블록, 및 다른 심볼 표현들의 측면에서 제시된다. 절차, 컴퓨터 실행되는 단계, 논리 블록, 프로세스 등은, 원하는 결과에 이르는 하나 이상의 단계들 또는 명령들의 자기 모순이 없는 시퀀스인 것으로 생각된다. 단계들은 물리적인 양들의 물리적인 조작을 이용하는 것들이다. 이들 양들은, 저장, 전송, 조합, 비교, 및 다른 방법으로 컴퓨터에서 조작될 수 있는 전기, 자기, 또는 무선 신호들의 형태를 취할 수 있다. 이들 신호들은 때때로 비트, 값, 엘리먼트, 심볼, 문자 (character), 용어 (term), 수 등으로 지칭될 수도 있다. 각각의 단계는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 조합에 의해 수행될 수도 있다.
도 1 (a) 에서, 픽셀 패널로서의 지문 획득 장치의 도면은 광 방출 평면에 있는 광원 컴포넌트 L 로부터, 광학 구조를 통해, 이미징 표면으로, 그리고 이미징 표면으로부터 광 방출 평면에 있는 집광 (센서) 컴포넌트 (S) 로 이동하는 입사광을 도시한다. 입사광은 이미징 표면에 배치된 손가락과 상호작용하고 이미징 표면으로부터 반사, 굴절, 또는 산란된다. 픽셀 패널은, 이산 광원들의 역할을 하기 위한 다수의 라이팅 픽셀들, 그리고 지문 이미지 정보를 지니는 광을 수신하기 위한 다수의 센서 픽셀들이 있도록 구성된다. 광원 또는 센서들로서 사용되는 광 컴포넌트들은, 광 방출 평면에 어드레스가능한 패턴으로 배열되는 픽셀 또는 서브픽셀 중 어느 일방일 수 있다. 픽셀 패널은 디스플레이 패널 또는 비 디스플레이 패널일 수 있지만, LED 또는 TFT 타입 디스플레이 패널들에 한정되지 않는다.
애드온 패널로서 구현되는 TFT 타입의 광 굴절기에 대해, 비록 광원 컴포넌트들은 광 굴절기 아래 광원 패널에 위치되지만, 광 방출 평면은 집광 평면과 동일한 평면으로서 고려될 수 있는데, 왜냐하면 TFT 패널의 셀들의 투명 영역들이 광원 패널의 셀들의 투명 영역들과 정렬되기 때문이다. 인셀에서 구현되는 LED 타입의 광 굴절기에 대하여, 광 방출 평면 및 집광 평면 양자 모두는 다름 아닌 바로 동일한 것이다.
이하의 섹션들은 어떻게 지문 이미지들이 본 개시의 양태들에 따라 캡처될 수 있는지를 설명한다. 하나의 접근법에서, 광은 하나의 광원 (L) 로부터 이미징 표면 상으로 광 굴절기/공기 계면에서의 임계각보다 작은 입사각으로 투사된다. 손가락이 배치된 이미징 표면을 입사광이 때릴 때, 비록 정도 및 세기들은 다르지만, 돌출부 및 오목부 양자 모두에 의해 산란될 것이다. 돌출부들은 오목부들과 비교하여 보다 넓은 범위의 각도들에 걸쳐 광을 산란시킬 것이다. 보다 구체적으로는, 돌출부들로부터 산란된 광은 오목부들로부터 산란된 광이 이르는 영역과 비교하여 더 큰 영역에 걸쳐 방출 평면에 이를 것이다. 본 개시의 센서 구역은 산란된 광의 특성의 관점에서 결정될 수 있고, 그것은 2개의 토포그래피적 특징부들에 의해 산란된 광을 구별하도록 구성될 수 있다.
산란 범위의 차이는 이미징 표면에서 오목부가 있는 곳의 공기의 존재에 기인한다. 입사 광의 각도가 임계각보다 작기 때문에, 광은 픽셀 패널 밖으로, 이미징 표면을 통해 공기속으로 빠져나가고, 오목부를 때리고, 산란하여, 픽셀 패널에 재진입하고, 굴절된다. 굴절 때문에, 오목부는 돌출부보다 더 작은 영역 내의 (예를 들어, 도 4 (a) 에 도시된 바처럼 반경 r0 내의) 방출 표면 상으로 광을 산란시킨다. 오목부 및 돌출부 양자 모두는 광을 동일한 작은 영역 상으로 산란시킬 수 있고; 돌출부와 오목부로부터 산란된 광 사이에 차이가 없으므로, 광은 광원에 가까운 그 작은 영역에서 수집되지 않는다. 그러나, 돌출부가 광을 그 작은 영역 밖으로 산란시킬 수 있고; 따라서, 광은 그 작은 영역 밖에서 수집된다. 픽셀 패널은, 하이 콘트라스트 지문 이미지들을 생성하기 위하여 사용되는 잘 구분되는 광을 모으기 위하여 제어가능한 영역에 걸쳐 복수의 센서들을 제공한다.
도 1 (a) 에 도시된 예에서, 광은 돌출부가 이미징 표면에 접촉하는 곳을 때린다. 입사광의 일부는 돌출부에 의해 흡수되는 반면, 입사광의 나머지는 광 방출 평면을 향해 산란된다. 센서 (S) 는 산란된 광의 광선을 수신한다. 센서 (S) 에 의해 수신된 광의 세기는 광원 (L) 으로부터의 입사 광에 의해 조명점에 대응하는 위치에 할당된다. 돌출부들의 이미지가 밝게 나타날 것이다.
도 1 (b) 에 도시된 예에서, 광은 오목부가 있는 표면을 때린다. 광은 표면을 통과하고 오목부를 때린다. 입사광의 일부는 오목부에 의해 흡수되는 반면, 광의 나머지는 산란된다. 산란된 광의 일부는 이미징 표면을 통해 광학 구조에 재진입하고 이미징 표면의 법선에 각도 αR 를 갖게 굴절된다. 굴절된 광의 광선이 광원으로부터 거리 x 에서 광 방출 평면에 이른다. 이 거리 x 는 광 굴절기/공기 계면에서 임계각에 의해 제한되고; x 는 또한 오목부의 깊이 및 광학 구조의 두께 (th) 에 의존한다. 광원으로부터 소정 거리, x(max) 를 넘어, 광은 광 방출 평면 상으로 굴절되지 않을 것인데, 굴절각이 임계각에 의해 제한되기 때문이다. 미광 (Stray light) 이 x(max) 를 넘어 도달할 수는 있지만, 그것은 그의 세기가 무시가능하기 때문에 무시될 수 있다. 센서 (S) 에 의해 수신된 광의 세기는 광원 (L) 로부터의 입사광에 의해 조명점에 대응하는 위치에 할당되고; 따라서, x(max) 를 넘어서 위치된 센서는 오목부의 이미지를 어두운 것으로 등록한다.
단일 광원 (L) 을 이용하여 지문 돌출부 또는 오목부를 구별하기 위하여, 광학 이미징 장치는 L 이 활성화될 때 개개의 픽셀, 다수의 픽셀들, 또는 픽셀들의 지역들을 어드레스하도록 구성될 수 있다. xS, 예를 들어, xS < x(max) 인 L로부터의 미리결정된 거리 내에 위치될 수도 있는 모든 센서들 (S) 이, 무시될 수 있거나, 사용되지 않거나, 또는 턴오프될 수 있고, xS, 예를 들어 xS > x(max) 인 L 로부터의 미리결정된 거리에서 위치될 수도 있는 적어도 하나의 센서 (S) 가, 턴 온될 수 있고, 인입 광이 수집되고; 그러한 센서는 활성 센서 (active sensor) 로 불린다. 활성 센서는 볼록부로부터만 산란되는 광을 수신할 것인데, 왜냐하면 무시가능한 미광을 제외한, 오목부로부터 산란된 광은 임계각을 넘어, 또는 거리 x(max) 를 넘어 광학 구조에 의해 굴절될 수 없기 때문이다. 이하의 문단들은 조명점에서 오목부가 있는 곳의 x(max) 에 대한 값을 계산하기 위한 방법을 설명한다.
입사광이 이미징 표면을 통과한 후에, 그것은 공기중 오목부를 때리고 산란한다. 이 산란된 광의 일부는 원래 입사광의 축으로부터 거리 x(공기) 에서 광학 구조에 재진입하고 광학 구조에서 굴절하여, 이미징 표면의 법선에 각도 αR 를 이룬다. X(max) 는 x(max) = x(공기) + 두께 (th) * tan(αR) 로서 계산될 수 있다.
αR 에 대한 최대 가능한 값은 광 굴절기/공기 계면에서 임계각이지만, αR 는 실제로 임계각보다 더 작기 쉽다. x(공기) 에 대한 최대 값은 대략적으로 오목부의 폭 w 이다. 그러므로, x(max) 는 다음 수식 : x(max) = w + 두께 * tan(임계각) 과 마찬가지로 추정될 수도 있다.
지문 획득 장치는 미광의 검출을 감소시키기 위하여 더 큰 x(max) 를 갖도록 설계될 수 있고, 이것은 감도를 감소시키지만, 지문 돌출부 및 오목부들의 보다 큰 선명성 및 차별화에 오프셋된다. 하지만, 일부 응용들에서, 콘트라스트를 허용불가능한 레벨 (intolerable level) 들로 낮추지 않고서 감도를 높이기 위하여 더 작은 x(max) 가 선택될 수 있다. 오목부의 폭은 일 조명점으로부터 또 다른 것으로 달라질 수 있기 때문에, 일부 다른 응용들에서, x(max) 의 큰 충분한 값이 그러한 응용들에서 직면될 수도 있는 오목부 폭들의 가능한 범위를 커버하도록 추정된다. 2개 이상의 활성 센서들이 있는 경우, 하나의 센서에 의해 수신된 광의 세기는, 조명점에 대응하는 전체적인 밝기를 계산하기 위하여 또 다른 센서에 의해 수신된 것과 비교될 수 있다.
다양한 조명점들로부터 수신된 광의 측정 또는 계산된 세기들은 각각의 조명점에 대응하는 지문의 토포그래피를 세밀히 나타내기 (map out) 위해 조합 (assemble) 될 수 있다. 더 밝은 영역들은 더 높은 높이 (예를 들어, 돌출부) 를 나타내는 반면에, 더 어두운 영역들은 더 낮은 높이 (예를 들어, 오목부) 를 나타낸다.
본 개시의 양태들에 따르면, 산란된 광은 x (max) 를 넘어 큰 거리에서 수집될 수 있다. 그러나, 너무 멀리 그렇게 하는 것은 다음의 이유들로 실용적이지 못할 수도 있다: (a) 조명점으로부터 더 멀리 떨어진 곳에서 광 세기가 떨어지고, 이는 감도를 감소시킨다; (b) 과도한 용장성 데이터 (redundant data) 가 생성되고, 이는 저장 및 처리 리소스들을 낭비한다; 및/또는 (c) 데이터 수집 속도를 높이기 위하여 복수의 동시적인 광원들을 사용하는 것이 유리할 수도 있다. 전체 지문의 보다 빠른 스캔을 위해, 하나의 접근법은 한번에 하나보다 많은 광원으로부터 하나보다 많은 점을 조명하는 것이다.
도 2에서, 광이 거리 xL 만큼 이격된 2개의 광원들로부터 동시에 이미징 표면 상으로 투사되고, 각각은 광 굴절기/공기 인터페이스에서 임계각보다 작은 입사각을 갖는다. 광원 (L1) 은 광원 (L2) 에 너무 가깝게 위치되어 간섭을 야기한다: 하나의 센서는 2개의 돌출부들과 같은 2개의 조명점들로부터 산란된 광선들로부터 광을 수신한다. 간섭에 의해 야기된 이미징 아티팩트들 및 로우 콘트라스트의 문제들을 피하기 위하여, xL 는, 활성 센서가 도 3a 및 도 3b 에 도시된 바처럼 2개의 분리된 조명점들로부터 산란된 광선들로부터 오버랩되는 광을 수신하지 않도록 충분히 클 수 있다. 이들 도면들에서, x(max) 보다 작은 L로부터의 거리에 위치된 센서들이 무시되거나, 사용되지 않거나, 또는 턴 오프되고, 광원으로부터 소정 거리에, r0 과 r 사이 (여기서, r0 > x(max) 및 r > r0) 에 위치된 적어도 하나의 센서는 활성 센서이다 (도 4 (a) 및 도 4 (b)).
r에 대한 값은 방출 평면에 이르는 산란된 광 세기가 r0 에서 방출 평면에 이르는 산란된 광 세기의 <20%, <10%, <5%, 1%, 또는 <1% 와 같은 원하는 임계 값으로 감소하는 거리로서 선택될 수 있다. 거리 r을 넘어, 보다 낮은 세기 산란된 광은 xL(min) 이 충분히 크지 않으면 간섭에 기여할 수 있다. 그러한 응용들에서, 버퍼 구역은 활성 센서(들) 에서 간섭을 피하기 위하여 활성 센서(들) 을 넘어 추가될 수도 있다. 일부 다른 응용들에 대해, 그러한 보다 낮은 세기 광이 무시가능하면, 간섭이 허용될 수도 있다. 일부 다른 응용들에 대해, r 은 r0 보다 약간 더 큰 것처럼 작게 선택될 수 있다. 본 개시의 양태들에 따르면, xL(min) 는, 적어도 하나의 활성 센서가 다른 광원에 의한 조명점으로부터 반사, 굴절, 또는 산란된 광으로부터 간섭을 받지 않도록 동시적으로 조명될 수 있는 2개의 광원들 사이의 최소 거리로서 지칭된다.
본 개시의 양태들에 따르면, xL(min) 는 광 세기의 감쇠를 위한 다수의 모델들을 이용함으로써 추정될 수 있다. 하나의 접근법에서, 최소 거리는 xL(min) = 2 * 돌출부의 폭 + 함수(1/xS 2) 로서 계산될 수도 있다. xS 가 센서로부터 그의 대응하는 광원 (L) 까지의 거리이다. 감쇠를 위한 반구형 모델을 가정하면, 세기는 1/xS 2 만큼 감소될 것이다. αs 는 센서 (S) 에 의해 수신된 산란 광의 광선이 광 방출 평면의 법선과 이루는 각도이다. 이미징 표면의 법선에 대한 입사각 αi 이 0 도이면, xS = th * tan(αs) 이다. 함수는 광의 세기가 무시가능해지는 경우 xS 가 얼마나 멀 수 있는지를 결정한다. 지문 이미지의 콘트라스트를 향상시키기 위하여, 광학 이미징 장치는 2개의 조명점들로부터의 광이 오버랩되지 않도록 구성될 수 있다. 그렇게 하기 위하여, xL(min) 는, 충분히 클 필요가 있지만, 그것을 비실용적으로 만들 만큼 너무 크지 않을 필요가 있다. xL(min) 는 무시가능한 광의 오버랩을 허용할 만큼 충분히 작을 수 있다. 임계치는 무시가능한 광 세기에 대해 결정될 수 있다.
또 다른 접근법에서, 2개의 돌출부들에 의해 산란된 광으로부터의 간섭을 갖는 최악의 경우 시나리오 (worst case scenario) 를 피하기 위하여, 최소 거리는 xL(min) = 2 * r + xB 로서 계산될 수도 있다. xB 는, 산란된 광이 감지되지 않거나, 광의 세기가 무시가능해지거나, 또는 2개의 조명점들로부터 산란된 광이 이미지를 열화시키는 간섭을 야기하지 않고서 오버랩될 수 있는, 이웃하는 활성 센서 구역들 사이에 위치된, 버퍼 구역의 폭을 나타낸다. 광의 세기가 무시가능해지는 임계치는 특정 설계 요건을 위해 결정될 수 있다. 예를 들어, r0 에서의 광의 세기의 <30%, <20%, <10%, <5%, 1%, 또는 <1% 가 될 때 세기가 무시가능해질 수도 있다. 지문 이미지의 콘트라스트를 향상시키기 위하여, 광학 이미징 장치는 2개의 조명점들로부터 산란되고 그들의 각각의 활성 센서 구역들에서 수집된 광이 오버랩되지 않도록 구성될 수 있다. 그렇게 하기 위하여, xL(min) 는, 충분히 클 필요가 있지만, 그것을 비실용적으로 만들 만큼 너무 크지 않을 필요가 있다. xL(min) 는 (도 5a 에 도시된 바와 같은) 소정 응용들에 대해 무시가능한 광의 허용가능한 오버랩을 허용할만큼 충분히 작을 수 있다. 도 3c 는 본 개시의 양태들에 따른 지문으로부터 산란된 광에 대해 2개 광원들로부터의 간섭을 회피하는 또 다른 예시적인 방법을 예시한다. 도 3d 는 본 개시의 양태들에 따른 도 3c 의 예에 대한 광 세기 오버랩의 플롯을 예시한다.
활성 센서 구역은 하나의 광원과 또 다른 광원으로부터의 조명점으로부터 간섭을 받지 않을 적어도 하나의 활성 센서를 포함할 수도 있다. 활성 센서 구역은 반지름 r 에 의해 구획되는 하나의 광원 (L) 을 둘러싸는 원형 지역일 수 있다. 이 구역은 안쪽 반지름이 r0 > x(max) 이고 바깥쪽 반지름이 r > r0 인 원형 고리 내부에 위치된 적어도 하나의 활성 센서를 포함한다 (도 4 (a) 및 도 4 (b)).
지문의 완전한 이미지를 획득하기 위하여 필요한 시간을 감소시키기 위해서, 다수의, 오버랩되지 않는 활성 센서 구역들이 동시에 활성화될 수 있다. 오버랩에 기인한 간섭이 주어진 응용에 의해 허용될 수 있으면 버퍼 구역들은 오버랩될 수도 있다. 다수의 활성 센서 구역들의 예들은 도 5a 및 도 5b 에 있는 상이한 배향들의 어레이들에 도시되어 있다. 구역들의 일 세트가 조명되고 광 정보가 수집된 후에, 그 세트는 비활성화되고, 구역들의 또 다른 세트가, 일련의 수평 및 수직 스캔, 또는 2개의 상이한 스캔 방법들 (도 6a 및 도 6b) 의 결합에서와 같은 공간 및 시간에서 증분하여 활성화된다. 이 스캔 프로세스는 지문의 원하는 양의 정보가 수집되어 이미지를 조합할 때까지 반복된다. 이미지 품질 및 스캔/처리 속도는 구역들의 배열을 조정함으로써 최적화될 수 있다.
도 5a 에서와 같은 활성화된 센서 구역들은 전체 이미지 영역에 걸쳐 행들로, 열들로, 또는 픽셀들 및 데이터 수집의 효율적인 어드레싱을 허용하는 다른 형태들로 배열될 수 있다. 도 5b 는 지문 스캔의 향상된 효율을 위한 센서 구역들의 보다 타이트한 패킹의 예를 도시한다. 공간이 도 6c 에서와 같은 활성화된 센서 구역들 사이에 추가되어, 간섭을 야기하거나 또는 아티팩트들을 도입할 수도 있는 일 구역에서부터 다른 구역으로의 미광의 누설을 감소시킬 수 있다.
데이터 수집 및 처리 시간을 더 감소시키기 위하여, 활성 센서 구역 내의 활성화된 센서들의 수는 도 8a 에서 처럼 라인 또는 도 8d 에서와 같은 크로스를 형성하도록 감소될 수도 있다. 이웃하는 활성 센서 구역들에 가까운 센서들을 제거하는 것은 또한, 이웃하는 구역들로부터 가능한 간섭을 감소시킬 수 있다. 라인 또는 크로스 형상의 구역들은, 지문 스캔의 향상된 효율성을 위해 보다 타이트한 패킹을 허용하면서 오버랩 및 간섭의 가능성을 더 감소시키는데 도움이 될 수 있는 도 8b, 8c 및 8e 와 같은 어레이들로 배열될 수 있다.
하이 콘트라스트 및 이미지 선명성을 저해하지 않으면서 활성 센서 구역 사이즈를 감소시키기 위하여, 광학 구조의 두께가 감소될 수 있다. 이것은, 활성 센서 구역 반지름 r 을 감소시킬 수 있고, 이것은, 보다 높은 스캔 품질을 낳는 구역들 사이의 보다 빠른 스캔 또는 보다 큰 갭을 초래하는 보다 컴팩트한 구역들의 어레이를 허용한다.
도 9에서, 광원으로부터 방출된 광은 광 방출 평면의 법선으로부터 0 내지 β 범위의 방출 각에서 픽셀을 떠날 수도 있다. 도 9에 도시된 바처럼, β 로서 나타낸 광의 콘은 이미징 표면을 때려, 원형 영역을 효과적으로 조명할 수 있다. 이미징 표면에서의 입사각 αi 은 0 내지 β 범위이며, 조명의 원형 영역을 형성한다. 이 원형 영역에서의 돌출부에 의해 산란된 광은 r 에서 r' 으로 그리고 가능하게는 x(max) 로 활성 센서 구역의 반지름을 확대하여 r0' > r0 이 된다. 활성 센서 구역들은 베타의 비제로 값을 처리하기 위해 더 이격될 수 있다. 토포그래피적 특징부의 상이한 영역들로부터 오버랩되는 반사, 굴절 또는 산란된 광은 지문 이미지의 선명성을 열화시킬 수도 있다. 이 열화를 감소시키기 위하여, 광학 장치는 β 를 감소시키고 광학 구조의 두께를 감소시키도록 구성될 수 있고, 이들 중 어느 일방은 조명의 영역을 감소시키는데 도움이 될 수 있다.
하이 콘트라스트를 유지하기 위하여, β 는 광 굴절기/공기 계면에서의 임계각보다 크지 않을 수도 있다. β 가 감소될 수 없으면, 광 굴절기의 재료는 임계각을 증가시키도록 선택될 수 있다. 활성 센서 구역들의 고리들이 비제로 β 에 기인하여 확대되면, 감도를 증가시키기 위해 각각의 고리 내에 더 많은 센서들을 활성화시키는 것이 바람직하다. 대안적으로, 지문 이미지를 생성할 때, r0 근처 가장 안쪽 고리에 더 가까운 센서들에 의해 수신된 광이 사용될 수 있는 반면, 남아있는 센서들에 의해 수신된 광은 버려지거나 또는 무시될 수 있다. 위에 설명된 방법론들을 이용하여, 지문의 이미지는 하이 콘트라스트를 가질 수 있는데, 이는 정확한 지문 인식을 위해 중요하다.
애드온 타입의 광 굴절기는 유연성, 정합성 또는 투명성일 수 있다. 그러한 애드온 광 굴절기의 일 예는, 기판 밑에, 패널의 바닥 상의 광 감지 컴포넌트들을 포함하는 TFT 패널 구조일 수 있다. 기판은, 예를 들어, 유리, 플라스틱, 또는 폴리머일 수 있다. 기판과 함께, TFT 패널 구조는 광 감지 패널로서 기능하도록 구성될 수도 있다.
도 15는 본 개시의 양태들에 따른 박막 트랜지스터 (TFT) 패널 구조를 사용한 예시적인 광 감지 패널을 예시한다. TFT 패널 구조의 각각의 셀은, 감지 픽셀로 지칭되는, 어드레스가능한 광 감지 컴포넌트일 수 있다. 도 15에 도시된 예에서, 캡처 센서 (1500) 는, SiNx 로 형성될 수 있는 패시베이션 층 (1518) 을 포함한다. 패시베이션 층 (1518) 의 상단에, 제 1 전극 (1515) 을 포함한 저장 커패시터 층이 형성된다. 이 저장 커패시터 층은 바람직하게는, 전도성 및 투명성인 인듐 주석 산화물 (ITO) 로부터 형성된다. 제 1 전극 (1515) 의 상단에, 절연 층 (1517) 이, 바람직하게는 SiNx 로, 형성된다. 절연 층 (1517) 의 위에, 제 2 전극 (1514) 은, 바람직하게는 주석 산화물로 형성된다. 제 1 전극 (1515), 절연 층 (1517) 및 제 2 전극 (1514) 은 함께 저장 커패시터를 형성한다. 제 2 전극 (1514) 위에, 또 다른 절연 층 (1516) 이 형성되고, 이는 SiNx 로부터 형성될 수 있다. 유리 층 (1511) 의 층이 절연 층 (1516) 위에 배치된다. 이미징될 지문은 유리 층 (1511) 상에 배치되고, 이는 이미징 표면으로서 본원에서 지칭될 수도 있다.
바람직하게는 박막 트랜지스터인 광 감지 유닛 (1512), 및 또한 바람직하게는 박막 트랜지스터인 스위칭 유닛 (1513) 은 패시베이션 층 (1518) 상에 수평으로 배열된다. 패시베이션 층 (1518) 아래에, 백 라이트 (1520) 는 지문 캡처 센서 (1500) 를 통해 통과되도록 상방으로 광을 조사한다. 도 15에 도시된 바처럼, 백 라이트 (1520) 는 패시베이션 층 (1518) 의 하부, 노출 표면으로부터 분리될 수 있다. 하지만, 또한 백라이트 (1520) 가 패시베이션 층 (1518) 의 하부 표면에 닿게 배치되는 것이 고려된다. 백라이트 (1520) 는 LED 또는 임의의 다른 타입의 광원일 수 있다. 광 감지 유닛 (1512) 의 소스 전극 (1512-S) 및 스위칭 유닛 (1513) 의 드레인 전극 (1513-D) 은 제 2 전극 (1514) 을 통해 전기적으로 접속된다. 광 감지 유닛 (1512) 의 게이트 전극 (1512-G) 은 제 1 전극 (1515) 에 접속된다. 추가적으로, 제 1 광 차폐 층 (1513-sh) 이 스위칭 유닛 (1513) 에서 절연 층 (1517) 과 패시베이션 층 (1518) 사이에 배치된다. 아래에 상세히 나타낸 바처럼, 제 1 광 차폐 층 (1513-sh) 은 백라이트 (1520) 로부터의 광이 스위칭 유닛 (1513) 에 도달하지 못하게 차단한다. 추가적으로, 제 2 광 차폐 층 (1522) 이 스위칭 유닛 (1513) 에서 유리 층 (1511) 과 절연 층 (1516) 사이에 배치되어 유리 층 (1511) 으로부터 통과 또는 반사되는 광으로부터 스위칭 유닛 (1513) 을 차폐시킨다.
위의 구조에서, 비정질 실리콘 (a-Si:H) 과 같은 감광성 층 (1512-P) 이 광 감지 유닛 (1512) 의 드레인 전극 (1512-D) 과 소스 전극 (1512-S) 사이에 형성된다. 덧붙여, 감광성 층 (1512-P) 은 감광성 층 (1512-P) 의 표면을 때리는 미리결정된 양의 광에 응답하여 전류가 흐를 수 있게 한다. 이런 식으로, 미리결정된 양보다 더 많은 광이 감광성 층 (1512-P) 의 표면에서 수신될 때, 전류가 드레인 전극 (1512-D) 및 소스 전극 (1512-S) 을 통해 흐른다.
본 개시의 양태들에 따르면, 캡처 센서 (1500) 를 제조하는 방법에서, 제 2 광 차폐 층 (1522) 은 먼저, 이베포레이션 (evaporation), 스퍼터링 또는 다른 방법을 통해 유리 층 (1511) 상에 배치된다. 유리 층 (1511) 은 바람직하게는 약 5 와 10 ㎛ 사이이지만, 더 두껍거나 또는 더 얇을 수도 있다. 광 차폐 층 (1522) 은 바람직하게는 알루미늄과 같은 금속으로부터 형성되지만, 임의의 적합한 광 차단 재료로부터 형성될 수도 있다. 다음으로, 절연 층 (1516) 은 유리 층 (1511) 및 제 2 광 차단 층 (1522) 의 상단에 형성된다. 위에 언급된 바처럼, 절연 층 (1516) 은 바람직하게는 SiNx로부터 형성된다. 다음으로, 감광성 층 (1512-P) 은 절연 층 (116) 위에 형성된다. 위에 언급된 바처럼, 감광성 층 (1512-P) 은 바람직하게는 a-Si:H 로부터 형성된다. 광 감지 유닛 (1512) 의 소스 전극 (1512-D), 제 2 전극 (1514) 및 스위칭 유닛 (1513) 의 드레인 전극 (1513-D) 이 다음으로, 절연 층 (1516) 위에 형성된다. 소스 전극 (1512-D), 제 2 전극 (1514) 및 드레인 전극 (1513-D) 은 각각 바람직하게는 ITO 로 형성되지만, 임의의 적합한 도체로 형성될 수도 있다. 다음으로, 절연 층 (1517) 이 형성되고 절연 층 (1517) 위에 제 1 전극 (1515) 이 형성된다. 절연 층 (1517) 은 바람직하게는, SiNx 로부터 형성되고, 제 1 전극 (1515) 은 바람직하게는 ITO 로 형성되지만, 임의의 적합한 도체로 형성될 수도 있다. 다음으로, 광 감지 유닛 (1512) 의 게이트 전극 (1512-G) 및 광 차폐부 (113-sh) 가 형성된다. 바람직하게는, 게이트 전극 (1512-G) 및 광 차폐 층 (1513-sh) 은 각각ITO 로 형성되지만, 임의의 적합한 재료로 형성될 수도 있고, 광 차폐 층 (1513-sh) 은 게이트 전극 (1512-G) 과 동일한 재료로부터 형성될 필요가 없다. 다음으로, 바람직하게는 SiNx 로 형성되는 패시베이션 층 (1518) 이 제 1 전극 (1515), 게이트 전극 (1512-G) 및 광 차폐 층 (1513-sh) 위에 형성된다. 위에서 논의된 바처럼, 백라이트 (1520) 는 패시베이션 층 (1518) 의 하부, 노출 표면에 부착되거나 또는 따로 지지될 수 있다.
또 다른 구현에서, 이미지 캡처 센서는, 전도성 ITO 층이 유리 층 밑에 배치되고 SiNx 로 형성될 수 있는 절연 층이 ITO 층 아래에 배치되는 것을 제외하고는, 도 15에 도시된 캡처 센서와 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있다. ITO 층이 전도성이기 때문에, 유리 층 상에 쌓이는 정전기 전하는 ITO 층을 접지시킴으로써 배출될 수 있다. 이것은 캡처 센서에 대한 손상을 방지할 수 있다. 이미지 캡처 센서는, 절연 층 위에 광 차폐 층을 형성하기 전에 ITO 층이 유리 층 위에 형성되고 절연 층이 ITO 층 위에 형성되는 것을 제외하고는, 이미지 캡처 센서와 실질적으로 동일한 방식으로 제작될 수 있다.
또 다른 구현에서, 이미지 캡처 센서는 도 15에 도시된 캡처 디바이스와 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있다. 상세하게는, 캡처 센서는, 절연 층과 패시베이션 층 사이에 형성되는, 실질적으로 동일한 광 감지 유닛인 광 감지 유닛, 및 스위칭 유닛과 실질적으로 동일한 스위칭 유닛을 포함한다. 하지만, 절연 층 위에 캡처 센서는 기판 층의 표면에 수직한 방향으로 이어지는 복수의 광섬유 가닥들을 갖는 기판 층을 포함한다. 바람직하게는, 기판 층을 형성하는 광섬유 가닥 (330a) 의 직경은 직경이 약 4 ㎛ 내지 약 8 ㎛ 이고 보다 바람직하게는 직경이 약 6 ㎛ 이지만, 더 크거나 또는 더 작은 직경들도 사용될 수 있다. 기판 층은 유리 광섬유 가닥들 (330a) 또는 폴리머를 포함한 다른 실질적으로 투명한 재료들의 광섬유 가닥들로부터 형성될 수 있다. 광섬유 시트들이 기판 층을 형성하는데 사용될 수 있다.
광섬유 패널은, 광원 패널의 상단에 배치되는 애드온 패널로서 구현될 수 있다. 광섬유 패널은, 예를 들어, LCD 패널 또는 AMOLED 패널일 수 있다. 도 16은 예시적인 지문 검출 시스템을 예시하고, 여기서 TFT 타입 광 센서 패널은 애드온 패널로서 LCD 디스플레이 패널 구조의 상단에 배치된다. 이 예에서, TFT 타입 광 센서 패널은 애드온 패널로서 LCD 패널 구조의 상단에 배치된다. TFT 타입 광 감지 패널의 감지 픽셀들은 개별적으로 어드레스가능할 수 있고 지정된 센서 구역 패턴에 따라 활성화될 수 있다.
광 센서 패널에 불투명 영역들이 있으면, 이들 영역들은 광원 패널의 불투명 영역들과 정렬될 수 있다. 도 17은 LCD 패널 구조와 정렬되는 예시적인 TFT 광 센서 패널을 예시하고, 여기서 TFT 광 센서 패널의 불투명 컴포넌트들은 LCD 디스플레이 패널 구조의 블랙 매트릭스 영역들과 정렬된다. 이 예에서, TFT 광 센서 패널은 LCD 패널 구조와 정렬된다. TFT 광 센서 패널 상의 불투명 컴포넌트들은 LCD 디스플레이 패널 구조 상의 블랙 매트릭스 영역과 정렬된다.
LCD 디스플레이 패널의 블랙 매트릭스 영역들은 불투명하고 따라서 디스플레이 백라이트의 투과를 차단한다. 광 센서 패널은 그의 불투명 영역들이 LCD 패널의 블랙 매트릭스 영역들과 정렬될 수 있도록 설계될 수 있다. LCD 디스플레이가 LCD 디스플레이의 투명 영역들을 통해 광을 방출할 때, 이 광은 광 센서 패널을 위한 광원으로서 사용될 수 있다. LCD 디스플레이는 (개별적으로 어드레스가능한) 셀들을 개별적으로 제어하여 지정된 조명 패턴에 따라 광 굴절기로 투사되는 이산 광원들로서 광을 방출할 수 있다.
위에 설명된 바처럼, 광 굴절 디바이스는 또한, 예를 들어, 광원의 패널로서 작용하는 LCD 또는 AMOLED 디스플레이 패널 구조의 상단에 배치되는 박막 트랜지스터 (TFT) 애드온 패널일 수 있다. 광원 패널로부터 입사 광은 수광 표면을 통해 투사되고 직간접으로 이미징 표면에 투사되어 투사된 광으로부터 패턴화된 오브젝트의 이미지를 시인 평면 상에 생성한다. 이 지문 감지 장치는 또한, 모바일 디바이스에서 구현될 때 터치 센서로서 사용될 수 있다.
본 개시의 양태들에 따르면, 전면 방출 (top emission) 및 배면 방출 (bottom emission) 타입 OLED 구조들 (도 10a) 은 지문 획득 장치의 주요 컴포넌트로서 사용될 수 있다. 소분자 OLED, 폴리머 OLED, 또는 용액 기반 OLED 와 같은 여러 상이한 타입들의 OLED 디바이스들이 주요 OLED 디바이스 구조들로서 활용될 수도 있다. 투명 및 불투명 OLED 패널들 양자 모두는 지문 획득 장치의 주요 컴포넌트로서 사용될 수 있다. (도 10b) 박형 패널 및 유연성 또는 정합성 타입들의 OLED 패널들 양자 모두는 지문 획득 장치의 주요 컴포넌트로서 사용될 수 있다. (도 10c)
액티브 매트릭스 OLED (AMOLED) 패널은 지문 획득 장치의 주요 컴포넌트로서 사용될 수 있다. AMOLED 패널은 서브픽셀 영역들 (적색, 녹색 및 청색 서브픽셀들) 및 구동 회로 영역 (박막 트랜지스터 및 커패시터) 를 포함할 수도 있다. 각각의 서브픽셀의 밝기는 트랜지스터들 및 커패시터들을 구동 및 스위칭함으로써 그리고 OLED 서브픽셀들에 투입되는 전류의 양을 제어함으로써 조정될 수 있다. 서브픽셀들의 치수는 OLED 재료 성막 기법을 이용하여 형성될 수 있다. 가령, 서브픽셀드의 사이즈 및 위치는 OLED 재료 이베포레이션 프로세스 동안 쉐도우 마스크들을 이용함으로서 설정될 수 있다.
OLED 는 다음의 순서: 애노드 / 정공 주입 층/ 정공 수송 층 / 방출 층 / 전자 수송 층 / 전자 주입 층 / 캐소드를 갖는 층상 구조를 가질 수도 있다. ITO 및 높은 일함수를 갖는 다른 투명 전도성 재료들이 애노드 재료에 사용될 수 있고, 알루미늄 및 마그네슘과 같은 금속들이 캐소드 재료들에 사용될 수 있다. 도 10d 는 배면 방출 OLED 의 구조를 도시한다. 이 예에서, 이미징 표면은 기판의 저부에 있고 광 방출 평면은 캐소드 층이다. 광학 구조는 기판과 캐소드 사이의 투명 층들을 포함할 수도 있다.
그러한 지문 획득 장치의 신뢰성, 즉 OLED 패널 수명은, 데시컨트 (desiccant), 프릿 유리 실링, 및 박막 캡슐화와 같은 다양한 실링 기법 및 재료들을 이용함으로써 향상될 수 있다. 사파이어, 유리 및 플라스틱 재료와 같은 다양한 유형들의 기판들은 광 이동 경로를 제어 (굴절률 제어) 하기 위하여, 이미지 감지의 신호 대 잡음 비를 향상/개선시키기 위하여, 그리고 지문 장치의 신뢰성 및 수명을 개선시키기 위하여 OLED 캐리어들에 사용될 수 있다. 도 11a 는 예시적인 AMOLED 서브픽셀 유닛 셀 회로 (서브픽셀들을 갖는 2D-구동 TFT 회로) 를 도시한다. 구동 영역은 구동 트랜지스터, 스위칭 트랜지스터, 유지 커패시터, 및 리버스 전류 센서를 포함할 수도 있다. 도 11b 는 OLED 회로 구조에서 판독 및 증폭되는 리버스 전류를 도시한다.
일부 실시형태들에서, AMOLED 패널은 3개 서브픽셀 구조를 갖는다. 서브픽셀 구조에서, 예를 들어, 청색 서브픽셀이 광원으로서 사용될 수 있는 한편, 이웃하는 녹색 또는 적색 서브픽셀들이 센서로서 사용될 수도 있는데, 청색 서브픽셀들의 밴드 갭이 녹색 또는 적색 서브픽셀들보다 더 크기 때문이다. 도 12는, 청색 서브픽셀이 광원이고, 녹색 또는 적색 서브픽셀이 센서인 예시적인 R/G/B 픽셀 구조를 도시한다. 리버스 전압은 라이팅 서브픽셀이 턴 온될 때 센서 서브픽셀에서 바이어스될 수 있다. 도 11b에서, I-V 곡선들은 도 12에 있는 서브픽셀 구조들에 대응한다. 리버스 바이어스 하의 센서 서브픽셀에서의 리버스 전류의 양은, 지문으로부터 센서 서브픽셀로 광이 반사, 굴절 또는 산란될 때 증가된다. 리버스 전류의 양은 구동 회로 영역에서 전류 감지 회로들을 이용하여 측정될 수 있다. 리버스 전류 신호는 증폭 회로, 및/또는 신호 프로세서를 이용하여 증폭될 수 있다. 다음으로, 증폭된 전류 신호는 신호 처리 알고리즘 (도 13, 알고리즘 플로우 차트) 에 의해 지문 이미지를 생성하기 위해 처리될 수 있다.
OLED 패널 해상도는 각각의 서브픽셀의 사이즈 및 밀도를 변화시킴으로써 그리고 OLED 패널의 서브픽셀 구조를 설정함으로써 제어될 수 있다. 예를 들어, OLED 패널은 보다 큰 라이팅 컴포넌트 (예를 들어, 청색 서브픽셀들) 및 보다 작은 센서 컴포넌트 (예를 들어, 녹색 및/또는 적색 서브픽셀들) 을 가질 수도 있다. 본 개시의 양태들에 따르면, 서브픽셀 구조들은 상이한 사이즈들을 가질 수 있다. 서브픽셀 밀도는 줄무늬 타입으로부터 원형 또는 다이아몬드 형상으로 픽셀 형상을 변경시킴으로써 향상될 수 있다. 또한, OLED 서브픽셀 구조는 정사각형, 직사각형, 원형, 다이아몬드 등과 같은 상이한 형상들을 가질 수 있다. 서브픽셀 구조의 패턴화는 미세 금속 마스크 프로세스, 잉크젯 인쇄 또는 레이저 전사 기술들을 이용함으로써 제작될 수 있다.
본 개시의 양태들에 따르면, 모바일 디바이스는 보통 터치 센서가 구비된다. 모바일 디바이스에 본 개시의 지문 감지 장치과 구비된 경우, 지문 감지 장치가 또한 터치 센서로서 사용될 수도 있으므로, 터치 센서는 필요하지 않다. 본원에서 설명된 바처럼, 모바일 디바이스는 지문 인식을 위한 지문 감지 장치로서 박형 하이 콘트라스트 광학 획득 시스템을 포함하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 모바일 디바이스는, 무선 통신 네트워크를 통해 무선 안테나를 통해 무선 신호들을 송신 및 수신할 수 있는 무선 트랜시버를 포함할 수도 있다. 무선 트랜시버는 무선 트랜시버 버스 인터페이스에 의해 버스에 접속될 수도 있다. 무선 트랜시버 버스 인터페이스는, 일부 실시형태들에서, 무선 트랜시버와 적어도 부분적으로 통합될 수도 있다. 일부 실시형태들은 예를 들어, IEEE Std. 802.11, CDMA, WCDMA, LTE, UMTS, GSM, AMPS, Zigbee 및 Bluetooth® 등의 버전들과 같은 대응하는 다수의 무선 통신 표준들에 따라 신호들을 송신 및/또는 수신하는 것을 가능하게 하기 위한 다수의 무선 트랜시버들 및 무선 안테나들을 포함할 수도 있다.
모바일 디바이스는 또한, SPS 안테나를 통해 SPS 신호들을 수신 및 획득하는 것이 가능한 SPS 수신기를 포함할 수도 있다. SPS 수신기는 또한, 모바일 디바이스의 위치를 추정하기 위해 획득된 SPS 신호들을, 전체적으로 또는 부분적으로, 처리할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 프로세서(들), 메모리, DSP(들) 및/또는 특수 프로세서들 (미도시) 이 또한, 획득된 SPS 신호들을, 전체적으로 또는 부분적으로, 처리하거나 및/또는 SPS 수신기와 함께, 모바일 디바이스의 추정된 위치를 계산하는데 활용될 수도 있다. SPS 의 저장 또는 포지셔닝 동작을 수행함에 있어서의 이용을 위한 다른 신호들이 메모리 또는 레지스터 (미도시) 에서 수행될 수도 있다.
또한, 모바일 디바이스는 버스 인터페이스에 의해 버스에 접속된 디지털 신호 프로세서(들) (DSP(들)), 버스 인터페이스에 의해 버스에 접속된 프로세서(들) 및 메모리를 포함할 수도 있다. 버스 인터페이스는 DSP(들), 프로세서(들), 및 메모리와 통합될 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 기능들은, 예로 몇개만 들자면, RAM, ROM, FLASH, 또는 디스크 드라이브와 같은 컴퓨터 판독가능 저장 매체 상과 같은 메모리에 저장된 하나 이상의 머신 판독가능 명령들의 응답 실행에서 수행될 수도 있다. 하나 이상의 명령들은 프로세서(들), 특수 프로세서들, 또는 DSP(들) 에 의해 실행가능할 수도 있다. 메모리는 본원에 설명된 기능들을 수행하기 위하여 프로세서(들) 및/또는 DSP(들) 에 의해 실행가능한 소프트웨어 코드 (프로그래밍 코드, 명령들 등) 을 저장하는 비일시적 프로세서 판독가능 메모리 및/또는 컴퓨터 판독가능 메모리를 포함할 수도 있다. 특정 구현에서, 무선 트랜시버는, 모바일 디바이스가 위에 논의된 바처럼 무선 국으로서 구성되는 것을 가능하게 하기 위하여 버스를 통해 프로세서(들) 및/또는 DSP(들) 과 통신할 수도 있다. 프로세서(들) 및/또는 DSP(들) 은 도 1 내지 도 6a 내지 도 6c 및 도 8a 내지 8e 내지 도 17 과 관련하여 위에서 논의된 프로세스들/방법들의 하나 이상의 양태들을 실행하기 위하여 명령들을 실행할 수도 있다.
본 개시의 양태들에 따라, 사용자 인터페이스는 예를 들어, 스피커 마이크로폰, 디스플레이 디바이스, 진동 디바이스, 키보드, 터치 스크린 등과 같은 여러 디바이스들 중 어느 하나를 포함할 수도 있다. 특정 구현에서, 사용자 인터페이스는 사용자가 모바일 디바이스 상에서 호스팅되는 하나 이상의 애플리케이션들과 상호작용하는 것을 가능하게 할 수도 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스의 디바이스들은 사용자로부터의 액션에 응답하여 DSP(들) 또는 프로세서에 의해 더 처리될 아날로그 또는 디지털 신호들을 메모리에 저장할 수도 있다. 유사하게, 모바일 디바이스 상에서 호스팅되는 애플리케이션들은 출력 신호를 사용자에게 제시하기 위하여 아날로그 또는 디지털 신호들을 메모리에 저장할 수도 있다. 또 다른 구현에서, 모바일 디바이스는 선택적으로, 예를 들어, 전용 스피커, 마이크로폰, 디지털-아날로그 회로, 아날로그-디지털 회로, 증폭기 및/또는 이득 제어를 포함하는 전용 오디오 입력/출력 (I/O) 디바이스를 포함할 수도 있다. 또 다른 구현에서, 모바일 디바이스는 키보드 또는 터치 스크린 디바이스 상의 터칭 또는 압력에 응답하는 터치 센서들을 포함할 수도 있다.
모바일 디바이스는 또한, 정지 또는 동영상을 캡처하기 위한 전용 카메라 디바이스를 포함할 수도 있다. 전용 카메라 디바이스는, 예를 들어, 이미징 센서 (예를 들어, 전하 결합 디바이스 또는 CMOS 이미저), 렌즈, 아날로그-디지털 회로, 프레임 버퍼 등을 포함할 수도 있다. 하나의 구현에서, 캡처된 이미지들을 나타내는 신호들의 추가적인 처리, 컨디셔닝, 인코딩 또는 압축이 프로세서(들) 또는 DSP(들) 에서 수행될 수도 있다. 대안적으로, 전용 비디오 프로세서는 캡처된 이미지들을 나타내는 신호들의 컨디셔닝, 인코딩, 압축 및 조작을 수행할 수도 있다. 추가적으로, 전용 비디오 프로세서는 모바일 디바이스 상의 디스플레이 디바이스 상에 제시하기 위해 저장된 이미지 데이터를 디코딩/압축해제할 수도 있다.
모바일 디바이스는 또한, 예를 들어, 관성 센서 및 환경 센서들을 포함할 수도 있는 버스에 연결된 센서들을 포함할 수도 있다. 관성 센서들은, 예를 들어, (예를 들어, 3 차원으로 모바일 디바이스의 가속도에 총체적으로 응답하는) 가속도계, 하나 이상의 자이로스코프 또는 (예를 들어, 하나 이상의 콤파스 애플리케이션들을 지원하기 위한) 하나 이상의 자력계들을 포함할 수도 있다. 모바일 디바이스의 환경 센서들은, 예를 들어, 몇개만 예를 들자면, 온도 센서, 기압 센서, 주변 광 센서, 및 카메라 이미저들, 마이크로폰을 포함할 수도 있다. 센서들은, 메모리에 저장될 수도 있고 예를 들어, 포지셔닝 또는 네비게이션 동작들에 관련되는 애플리케이션들과 같은 하나 이상의 애플리케이션들을 지원하는 DPS(들) 또는 프로세서(들) 에 의해 처리될 수도 있는 아날로그 또는 디지털 신호들을 생성할 수도 있다.
특정 구현에서, 모바일 디바이스는, 무선 트랜시버 또는 SPS 수신기에서 수신되고 하향 변환되는 신호들의 베이스밴드 처리를 수행할 수 있는 전용 모뎀 프로세서를 포함할 수도 있다. 유사하게, 전용 모뎀 프로세서는, 무선 트랜시버에 의한 송신을 위해 상향 변환될 신호들의 베이스밴드 처리를 수행할 수도 있다. 대안의 구현들에서, 전용 모뎀 프로세서를 갖는 대신에, 베이스밴드 처리는 프로세서 또는 DSP (예를 들어, 프로세서(들) 또는 DSP(들)) 에 의해 수행될 수도 있다.
도 7a 는 본 개시의 양태들에 따른 지문 이미지를 캡처하고 승인하는 방법을 예시한다. 도 7a 에 도시된 예에서, 블록 (702) 에서, 방법은 지문에 광을 방출하기 위해 복수의 광원들로부터 광원들의 세트를 결정한다. 블록 (704) 에서, 그 방법은 지문으로부터 산란된 광을 감지하기 위한 복수의 센서 구역들로부터 센서 구역들의 세트를 결정한다. 블록 (706) 에서, 그 방법은 지문으로부터 산란된 광을 생성하기 위하여 광원들의 세트로부터 광을 방출한다. 블록 (708) 에서, 그 방법은 센서 구역들의 세트에서 산란된 광을 감지한다. 블록 (710) 에서, 그 방법은 선택적으로, 복수의 센서 구역들에서 감지되는 산란 광을 이용하여 지문의 유효성을 결정할 수도 있다. 그 방법은 또한, 광원들의 세트에 있는 광원과 센서 구역들의 세트에 있는 센서 사이의 최소 거리를 결정할 수도 있다.
도 7b 는 본 개시의 양태들에 따라 지문으로 광을 방출하기 위한 복수의 광원들로부터 광원들의 세트를 결정하는 방법을 예시한다. 도 7b 에 도시된 예에 있어서, 블록 (712) 에서, 그 방법은 센서 구역들의 세트에서 간섭을 피하기 위하여 광원들의 세트 사이의 최소 거리를 결정한다. 일부 접근법들에서, 센서 구역들의 세트에 있는 센서 구역은 안쪽 반지름과 바깥쪽 반지름 사이의 지역에 의해 결정되고; 여기서 안쪽 반지름은 산란된 광이 감지되는 광원으로부터 떨어진 최소 거리이고, 바깥쪽 반지름은 산란된 광이 감지되는 광원으로부터 떨어진 최대 거리이다. 본 개시의 양태들에 따르면, 블록 (712) 에서 수행되는 방법들은 또한, 블록 (714) 및 블록 (716) 에서 수행되는 방법들을 포함할 수도 있다. 블록 (714) 에서, 그 방법은 바깥쪽 반지름을 넘어 광원들의 세트 사이의 버퍼 구역의 분리 거리를 결정하고, 여기서 버퍼 구역에서의 광의 세기는 미리결정된 임계 값보다 아래이다. 블록 (714) 에서, 그 방법은 버퍼 구역의 분리 거리 플러스 바깥쪽 반지름의 두배 플러스 인 것으로 최소 거리를 계산한다. 일부 구현들에서, 복수의 광원들로부터의 광은 픽셀 패널의 복수의 픽셀들 또는 서브픽셀들로부터 방출된다. 지문으로부터 산란된 광은 픽셀 패널의 복수의 픽셀들 또는 서브픽셀들에 의해 감지된다.
도 7c 는 본 개시의 양태들에 따른 센서 구역들의 세트에서 산란된 광을 감지하는 방법을 예시한다. 이 예에 있어서, 블록 (722) 에서, 그 방법은 리버스된 바이어스 조건하에 센서 구역에 있는 픽셀 패널의 하나 이상의 유닛 셀들을 설정한다. 블록 (724) 에서, 그 방법은, 픽셀 패널의 하나 이상의 유닛 셀들에 있는 픽셀들 또는 서브픽셀들 중 하나 이상에서 감지되는 산란된 광에 대응하는 누설 전류를 검출한다. 블록 (726) 에서, 그 방법은 픽셀들 또는 서브픽셀들 중 하나 이상으로부터 검출되는 누설 전류의 신호를 증폭한다. 덧붙여, 일부 구현들에서, 센서 구역에서의 픽셀들 또는 서브픽셀들 중 하나 이상은 라인 형태로 배열되거나, 센서 구역에서의 픽셀들 또는 서브픽셀들 중 하나 이상은 크로스의 형태로 배열되거나, 또는 이들의 임의의 결합일 수 있다.
도 7d 는 본 개시의 양태들에 따른 복수의 센서 구역들에서 감지된 산란된 광을 이용하여 지문의 유효성을 결정하는 방법을 예시한다. 도 7d 에 나타낸 예시적인 방법에 있어서, 블록 (732) 에서, 그 방법은 복수의 센서 구역들에서 감지되는 산란 광의 세기를 모은다. 블록 (734) 에서, 그 방법은, 복수의 센서 구역들에서 감지되는 산란 광의 세기에 기초하여 지문의 토포그래피를 결정한다. 블록 (736) 에서, 그 방법은 지문의 토포그래피와 지문들의 데이터베이스를 비교하여 지문의 매치가 데이터베이스에서 발견되는지 여부를 결정한다.
도 7e 는 본 개시의 양태들에 따른 도 7a 의 지문 이미지를 캡처하고 승인하는 추가의 방법을 예시한다. 도 7a 에 도시된 바처럼, 블록 (742) 에서, 방법은 지문에 광을 방출하기 위해 복수의 광원들로부터 광원들의 다음 세트를 결정한다. 블록 (744) 에서, 그 방법은 지문으로부터 산란된 광을 감지하기 위한 복수의 센서 구역들로부터 센서 구역들의 다음 세트를 결정한다. 블록 (746) 에서, 그 방법은 지문으로부터 산란된 광을 생성하기 위하여 광원들의 다음 세트로부터 광을 방출한다. 블록 (748) 에서, 그 방법은 센서 구역들의 다음 세트에서 산란된 광을 감지한다. 블록 (750) 에서, 그 방법은 지문하의 영역이 커버될 때가지 블록 (742) 내지 블록 (748) 에서 수행되는 방법들을 반복할 수도 있다.
명료성을 위한 위의 설명들은 상이한 기능 유닛들 및 프로세서들을 참조하여 본 발명의 실시형태들을 설명하였다는 것이 이해될 것이다. 하지만, 상이한 기능 유닛들 또는 프로세서들간의 기능의 임의의 적합한 분배가 본 발명으로부터 벗어남이 없이 사용될 수도 있다는 것이 분명할 것이다. 예를 들어, 분리된 프로세서들 또는 제어기들에 의해 수행되는 것으로 예시된 기능은 동일한 프로세서들 또는 제어기들에 의해 수행될 수도 있다. 그러므로, 특징 기능 유닛들에 대한 언급은 엄밀한 논리 또는 물리적 구조 또는 조직을 나타내기 보다는 설명된 기능성을 제공하기 위한 적합한 수단에 대한 언급으로 보여져야 한다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 결합을 포함한, 임의의 적합한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명은 선택적으로 하나 이상의 데이터 프로세서들 및/또는 디지털 신호 프로세서들 상에서 실행되는 컴퓨터 소프트웨어로서 부분적으로 구현될 수도 있다. 본 발명의 실시형태의 엘리먼트들 및 컴포넌트들은 임의의 적합한 방식에서 물리적으로, 기능적으로 그리고 논리적으로 구현될 수도 있다. 실제로, 기능은 단일 유닛, 복수의 유닛들, 또는 다른 기능 유닛들의 부분으로서 구현될 수도 있다. 그래서, 본 발명은 단일 유닛에서 구현될 수도 있거나 또는 상이한 유닛들과 프로세서들 간에 물리적으로 그리고 기능적으로 분산될 수도 있다.
당업자는, 동일한 기본적인 기초를 이루는 기구 및 방법론들을 여전히 채용하면서, 개시된 실시형태들의 많은 가능한 변경 및 결합들이 사용될 수도 있다는 것을 인식할 것이다. 설명의 목적을 위하여, 이전의 설명은 특정 실시형태들을 참조하여 작성되었다. 하지만, 위의 예시적인 논의들은 본 발명을 개시된 바로 그 형태들로 한정하거나 또는 망라하는 것으로 의도되지 않았다. 위의 교시를 고려하여 많은 변경 및 변형들이 가능하다. 실시형태들은 본 발명의 원리들 및 그의 실제 응용들을 설명하기 위하여 그리고 당업자로 하여금 상정되는 특정 사용에 적합한 다양한 변경들로 본 발명 및 다양한 실시형태들을 가장 잘 이용하는 것을 가능하게 하기 위하여 선택되고 설명되었다.

Claims (23)

  1. 지문 이미지를 캡처하는 방법으로서,
    지문에 광을 방출하기 위해 복수의 광원들로부터 광원들의 세트를 결정하는 단계;
    상기 지문으로부터 산란된 광을 감지하기 위해 복수의 센서 구역들로부터 센서 구역들의 세트를 결정하는 단계로서, 상기 광원들의 세트에 있는 광원과 상기 센서 구역들의 세트에 있는 센서 사이의 최소 거리를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 광원들의 세트에 있는 각 광원으로부터 상기 결정된 최소 거리 이상의 거리에 위치한 적어도 하나의 센서를 포함하도록, 상기 지문으로부터 산란된 광을 감지하기 위한 상기 센서 구역들의 세트를 결정하는, 상기 센서 구역들의 세트를 결정하는 단계;
    상기 지문으로부터 산란된 광을 생성하기 위하여 상기 광원들의 세트 중 적어도 하나의 광원으로부터 광을 방출하는 단계; 및
    상기 센서 구역들의 세트 중 상기 광을 방출한 광원에 상응하는 센서 구역에서 상기 산란된 광을 감지하는 단계를 포함하는, 지문 이미지를 캡처하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원들의 세트를 결정하는 단계는
    상기 센서 구역들의 세트에서 간섭을 피하기 위하여 상기 광원들의 세트 중 동시에 광을 방출하는 광원들 사이의 최소 거리를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 센서 구역들의 세트에 있는 센서 구역은 안쪽 반지름과 바깥쪽 반지름 사이의 지역에 의해 결정되고; 상기 안쪽 반지름은 상기 산란된 광이 감지되는 광원으로부터 떨어진 최소 거리이고; 그리고 상기 바깥쪽 반지름은 상기 산란된 광이 감지되는 광원으로부터 떨어진 최대 거리인, 지문 이미지를 캡처하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광원들의 세트 중 동시에 광을 방출하는 광원들 사이의 최소 거리를 결정하는 단계는
    상기 바깥쪽 반지름을 넘어 상기 광원들의 세트 중 동시에 광을 방출하는 광원들 사이의 버퍼 구역의 분리 거리를 결정하는 단계로서, 상기 버퍼 구역에서의 광의 세기는 미리결정된 임계 값보다 아래인, 상기 분리 거리를 결정하는 단계; 및
    상기 버퍼 구역의 분리 거리 플러스 상기 바깥쪽 반지름의 두배인 것으로 상기 광원들의 세트 중 동시에 광을 방출하는 광원들 사이의 최소 거리를 계산하는 단계를 포함하는, 지문 이미지를 캡처하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 광원들로부터의 광은 픽셀 패널의 복수의 픽셀들 또는 서브픽셀들로부터 방출되는, 지문 이미지를 캡처하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지문으로부터 산란된 광은 픽셀 패널의 복수의 픽셀들 또는 서브픽셀들에 의해 감지되는, 지문 이미지를 캡처하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 구역들의 세트 중 상기 광을 방출한 광원에 상응하는 센서 구역에서 상기 산란된 광을 감지하는 단계는
    리버스된 바이어스 조건하에 상기 센서 구역에 있는 픽셀 패널의 하나 이상의 유닛 셀들을 설정하는 단계;
    상기 픽셀 패널의 하나 이상의 유닛 셀들에 있는 픽셀들 또는 서브픽셀들 중 하나 이상에서 감지되는 산란된 광에 대응하는 누설 전류를 검출하는 단계; 및
    상기 픽셀들 또는 서브픽셀들 중 하나 이상으로부터 검출되는 상기 누설 전류의 신호를 증폭하는 단계를 포함하는, 지문 이미지를 캡처하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 센서 구역에 있는 상기 픽셀들 또는 서브픽셀들 중 하나 이상이 라인 형태로 배열되거나; 또는
    상기 센서 구역에 있는 상기 픽셀들 또는 서브픽셀들 중 하나 이상이 크로스 형태로 배열되는 것
    중 적어도 하나를 더 포함하는, 지문 이미지를 캡처하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 센서 구역들에서 감지되는 상기 산란된 광을 이용하여 상기 지문의 유효성을 결정하는 단계를 더 포함하는, 지문 이미지를 캡처하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 센서 구역들에서 감지되는 상기 산란된 광을 이용하여 상기 지문의 유효성을 결정하는 단계는
    상기 복수의 센서 구역들에서 감지되는 산란된 광의 세기를 모으는 단계;
    상기 복수의 센서 구역들에서 감지되는 산란된 광의 세기에 기초하여 상기 지문의 토포그래피를 결정하는 단계; 및
    상기 지문의 토포그래피와 지문들의 데이터베이스를 비교하여 상기 지문의 매치가 상기 데이터베이스에서 발견되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 지문 이미지를 캡처하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    지문에 광을 방출하기 위해 복수의 광원들로부터 광원들의 다음 세트를 결정하는 단계;
    상기 지문으로부터 산란된 광을 감지하기 위한 복수의 센서 구역들로부터 센서 구역들의 다음 세트를 결정하는 단계;
    상기 지문으로부터 산란된 광을 생성하기 위하여 상기 광원들의 다음 세트로부터 광을 방출하는 단계;
    상기 센서 구역들의 다음 세트에서 상기 산란된 광을 감지하는 단계; 및
    상기 지문 아래의 영역이 커버될 때까지 위의 단계들을 반복하는 단계를 더 포함하는, 지문 이미지를 캡처하는 방법.
  12. 지문의 유효성을 결정하기 위한 장치로서,
    지문에 의해 터치되도록 구성된 표면을 갖는 픽셀 패널;
    상기 지문에 광을 방출하기 위한 복수의 광원들;
    상기 지문으로부터 산란된 광을 감지하기 위한 복수의 센서 구역들;
    제어 로직을 포함하는 제어기를 포함하고,
    상기 제어 로직은
    복수의 광원들로부터 광원들의 세트를 결정하도록 구성된 로직;
    복수의 센서 구역들로부터 센서 구역들의 세트를 결정하도록 구성된 로직으로서, 상기 광원들의 세트에 있는 광원과 상기 센서 구역들의 세트에 있는 센서 사이의 최소 거리를 결정하도록 구성된 로직을 더 포함하고, 상기 광원들의 세트에 있는 각 광원으로부터 상기 결정된 최소 거리 이상의 거리에 위치한 적어도 하나의 센서를 포함하도록, 상기 지문으로부터 산란된 광을 감지하기 위한 상기 센서 구역들의 세트를 결정하는, 상기 센서 구역들의 세트를 결정하도록 구성된 로직;
    상기 지문으로부터 산란된 광을 생성하기 위하여 상기 광원들의 세트 중 적어도 하나의 광원으로부터 광을 방출하도록 구성된 로직; 및
    상기 센서 구역들의 세트 중 상기 광을 방출한 광원에 상응하는 센서 구역에서 상기 산란된 광을 감지하도록 구성된 로직을 포함하는, 지문의 유효성을 결정하기 위한 장치.
  13. 삭제
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 센서 구역들에서 감지되는 상기 산란된 광을 이용하여 상기 지문의 유효성을 결정하도록 구성된 로직을 더 포함하는, 지문의 유효성을 결정하기 위한 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 광원들의 세트를 결정하도록 구성된 로직은
    상기 센서 구역들의 세트에서 간섭을 피하기 위하여 상기 광원들의 세트 중 동시에 광을 방출하는 광원들 사이의 최소 거리를 결정하도록 구성된 로직을 포함하고,
    상기 센서 구역들의 세트에 있는 센서 구역은 안쪽 반지름과 바깥쪽 반지름 사이의 지역에 의해 결정되고; 상기 안쪽 반지름은 상기 산란된 광이 감지되는 광원으로부터 떨어진 최소 거리이고; 그리고 상기 바깥쪽 반지름은 상기 산란된 광이 감지되는 광원으로부터 떨어진 최대 거리인, 지문의 유효성을 결정하기 위한 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 광원들의 세트 중 동시에 광을 방출하는 광원들 사이의 최소 거리를 결정하도록 구성된 로직은
    상기 바깥쪽 반지름을 넘어 상기 광원들의 세트 중 동시에 광을 방출하는 광원들 사이의 버퍼 구역의 분리 거리를 결정하도록 구성된 로직으로서, 상기 버퍼 구역에서의 광의 세기는 미리결정된 임계 값보다 아래인, 상기 분리 거리를 결정하도록 구성된 로직; 및
    상기 버퍼 구역의 분리 거리 플러스 상기 바깥쪽 반지름의 두배인 것으로 상기 광원들의 세트 중 동시에 광을 방출하는 광원들 사이의 최소 거리를 계산하도록 구성된 로직을 포함하는, 지문의 유효성을 결정하기 위한 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 광원들로부터의 광은 픽셀 패널의 복수의 픽셀들 또는 서브픽셀들로부터 방출되는, 지문의 유효성을 결정하기 위한 장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 지문으로부터 산란된 광은 픽셀 패널의 복수의 픽셀들 또는 서브픽셀들에 의해 감지되는, 지문의 유효성을 결정하기 위한 장치.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 센서 구역들의 세트 중 상기 광을 방출한 광원에 상응하는 센서 구역에서 상기 산란된 광을 감지하도록 구성된 로직은
    리버스된 바이어스 조건하에 상기 센서 구역에 있는 상기 픽셀 패널의 하나 이상의 유닛 셀들을 설정하도록 구성된 로직;
    상기 픽셀 패널의 하나 이상의 유닛 셀들에 있는 픽셀들 또는 서브픽셀들 중 하나 이상에서 감지되는 상기 산란된 광에 대응하는 누설 전류를 검출하도록 구성된 로직; 및
    상기 픽셀들 또는 서브픽셀들 중 하나 이상으로부터 검출되는 상기 누설 전류의 신호를 증폭하도록 구성된 로직을 포함하는, 지문의 유효성을 결정하기 위한 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 센서 구역에 있는 상기 픽셀들 또는 서브픽셀들 중 하나 이상은 라인 형태로 배열되거나; 또는
    상기 센서 구역에 있는 상기 픽셀들 또는 서브픽셀들 중 하나 이상은 크로스 형태로 배열되는 것
    중 적어도 하나를 더 포함하는, 지문의 유효성을 결정하기 위한 장치.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 센서 구역들에서 감지되는 상기 산란된 광을 이용하여 상기 지문의 유효성을 결정하도록 구성된 로직은
    상기 복수의 센서 구역들에서 감지되는 상기 산란된 광의 세기를 모으도록 구성된 로직;
    상기 복수의 센서 구역들에서 감지되는 상기 산란된 광의 세기에 기초하여 상기 지문의 토포그래피를 결정하도록 구성된 로직; 및
    상기 지문의 토포그래피와 지문들의 데이터베이스를 비교하여 상기 지문의 매치가 상기 데이터베이스에서 발견되는지 여부를 결정하도록 구성된 로직을 포함하는, 지문의 유효성을 결정하기 위한 장치.
  22. 제 12 항에 있어서,
    지문에 광을 방출하기 위한 복수의 광원들로부터 광원들의 다음 세트를 결정하도록 구성된 로직;
    상기 지문으로부터 산란된 광을 감지하기 위한 복수의 센서 구역들로부터 센서 구역들의 다음 세트를 결정하도록 구성된 로직;
    상기 지문으로부터 산란된 광을 생성하기 위하여 상기 광원들의 다음 세트로부터 광을 방출하도록 구성된 로직;
    상기 센서 구역들의 다음 세트에서 상기 산란된 광을 감지하도록 구성된 로직; 및
    상기 지문 아래의 영역이 커버될 때까지 위의 단계들을 반복하도록 구성된 로직을 더 포함하는, 지문의 유효성을 결정하기 위한 장치.
  23. 제 12 항에 있어서,
    상기 픽셀 패널은
    박막 트랜지스터 광 센서 패널; 또는
    액티브 매트릭스 유기 발광 다이오드 광 센서 패널
    중 적어도 하나를 포함하는, 지문의 유효성을 결정하기 위한 장치.
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