KR102091701B1 - Module for recognizing biometric information of finger and electronic device using the same and manufacturing method of module for recognizing biometric information of finger and manufacturing method of transducer - Google Patents

Module for recognizing biometric information of finger and electronic device using the same and manufacturing method of module for recognizing biometric information of finger and manufacturing method of transducer Download PDF

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Abstract

본 발명은 트랜스듀서의 특성이 변화됨으로써, 초음파를 이용하여 손가락의 생체정보를 인식할 때, 초음파의 인식율을 높이고, 손가락의 생체정보 인식에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 손가락 생체정보 인식모듈과, 이것이 적용된 전자기기, 그리고 이를 위한 트랜스듀서의 제조방법에 관한 것이다.
이를 위해 손가락 생체정보 인식모듈은 손가락을 향해 초음파를 출력하고 손가락에서 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 트랜스듀서 및 트랜스듀서가 초음파를 출력하도록 하고 트랜스듀서와 송수신되는 초음파가 손실없이 전달되도록 트랜스듀서에 적층되는 음파제어부재 및 전기적으로 접속되어 수신되는 초음파에 따라 손가락의 생체정보를 감지하는 신호처리유닛을 포함한다.
According to the present invention, when the characteristics of the transducer are changed, when recognizing biometric information of a finger using ultrasonic waves, a finger biometric information recognition module that increases a recognition rate of ultrasonic waves and improves precision for recognizing biometric information of a finger. , It relates to an electronic device to which this is applied, and a method of manufacturing a transducer for the same.
To this end, the finger biometric information recognition module outputs ultrasound toward the finger, and the transducer and the transducer receiving the ultrasonic wave reflected from the finger and returning the ultrasonic wave output the ultrasonic wave, and the ultrasonic wave transmitted and received to and from the transducer is transmitted to the transducer without loss. It includes a sound wave control member that is laminated and a signal processing unit that senses biometric information of a finger according to ultrasonic waves that are electrically connected and received.

Description

손가락 생체정보 인식모듈과, 이것이 적용된 전자기기, 그리고 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법과 트랜스듀서의 제조방법{MODULE FOR RECOGNIZING BIOMETRIC INFORMATION OF FINGER AND ELECTRONIC DEVICE USING THE SAME AND MANUFACTURING METHOD OF MODULE FOR RECOGNIZING BIOMETRIC INFORMATION OF FINGER AND MANUFACTURING METHOD OF TRANSDUCER}Finger biometric information recognition module, electronic device to which it is applied, and manufacturing method of finger biometric information recognition module and manufacturing method of a transducer OF FINGER AND MANUFACTURING METHOD OF TRANSDUCER}

본 발명은 손가락 생체정보 인식모듈과, 이것이 적용된 전자기기, 그리고 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법과 트랜스듀서의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 트랜스듀서의 특성이 변화됨으로써, 초음파를 이용하여 손가락의 생체정보를 인식할 때, 초음파의 인식율을 높이고, 손가락의 생체정보 인식에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 손가락 생체정보 인식모듈과, 이것이 적용된 전자기기, 그리고 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법과 트랜스듀서의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a finger biometric information recognition module, an electronic device to which it is applied, and a manufacturing method of a finger biometric information recognition module and a manufacturing method of a transducer, and more specifically, by changing characteristics of the transducer, using ultrasound When recognizing biometric information of a finger, a finger biometric information recognition module that increases a recognition rate of ultrasonic waves and improves precision for recognizing a biometric information of a finger, an electronic device to which it is applied, and a method of manufacturing a finger biometric information recognition module And a method of manufacturing the transducer.

일반적으로, 지문인식센서는 사람의 지문을 감지하는 센서로서, 기존에 널리 적용되던 도어락 등의 장치는 물론, 전자 기기 전원의 온/오프 또는 슬립(sleep) 모드의 해제를 결정하는데 이용되고 있다.In general, a fingerprint recognition sensor is a sensor that detects a human fingerprint, and is used to determine an on / off or a sleep mode of an electronic device power supply, as well as a device such as a door lock, which has been widely applied in the past.

이러한 지문인식센서는 핵심소자의 동작 원리에 따라 초음파를 이용하는 초음파 방식, 적외선 또는 자외선을 이용하는 광방식, 정전용량을 이용하는 정전용량 방식으로 구분할 수 있다. 이 가운데 초음파 방식은 복수의 압전 센서에서 방출되는 일정 주파수의 초음파가 지문의 골(VALLEY)과 마루(RIDGE)에서 음향 임피던스(Acoustic Impedance)의 차이로 인하여 서로 다르게 되돌아오므로, 되돌아오는 초음파를 복수의 압전 센서를 이용하여 측정함으로써, 지문을 인식할 수 있다.The fingerprint recognition sensor may be classified into an ultrasonic method using ultrasonic waves, an optical method using infrared rays or ultraviolet rays, and a capacitive method using capacitance according to the operating principle of the core device. Among these, the ultrasonic method returns a different frequency because ultrasonic waves of a certain frequency emitted from a plurality of piezoelectric sensors return differently due to a difference in acoustic impedance in the valley (VALLEY) and the floor (RIDGE) of the fingerprint. Fingerprint can be recognized by measuring using a piezoelectric sensor.

최근에는 지문의 감지를 넘어 사람의 손가락에 분포하는 혈관(손가락 정맥 등)을 감지하는 손가락 생체정보 인식모듈이 개발되고 있다. 이와 같은 손가락 생체정보 인식 기술은 위조 또는 변조가 불가능하고, 정확도가 높아 본인인증 수단으로 급부상하고 있다.Recently, a finger biometric information recognition module has been developed to detect blood vessels (finger veins, etc.) distributed over a finger of a person beyond detection of a fingerprint. Such finger biometric information recognition technology is impossible to falsify or tamper, and is rapidly emerging as a personal authentication means due to its high accuracy.

하지만, 손가락 생체정보 인식모듈은 전자기기의 보안에 대한 중요성이 점차 확대되어 감에 따라 모듈을 통한 생체정보의 인식율을 높여야 한다. 특히, 지정맥은 지문에 비해 손가락 내부에 위치하는 바, 초음파가 손가락 내부까지 안정적으로 전달되어야 하고, 되돌아오는 초음파를 안정적으로 수신하여야 한다. 여기서, 지정맥의 인식율을 높이기 위해 압전 센서의 감도를 높이는 경우, 소형화된 전자기기의 소비전력을 증가시키고, 압전 센서의 비용이 증가하며, 압전 센서의 수명이 단축되는 등 부가적인 문제점을 내포하고 있다.However, as the importance of the security of the electronic device increases, the finger biometric information recognition module needs to increase the recognition rate of the biometric information through the module. In particular, since the finger vein is located inside the finger compared to the fingerprint, ultrasound must be stably transmitted to the inside of the finger, and the returning ultrasound must be stably received. Here, when the sensitivity of the piezoelectric sensor is increased to increase the recognition rate of the finger vein, additional problems such as increasing the power consumption of the miniaturized electronic device, increasing the cost of the piezoelectric sensor, and shortening the life of the piezoelectric sensor, are implied. have.

대한민국 공개특허공보 제2015-0080812호(발명의 명칭 : 지문감지센서 및 이를 포함하는 전자기기, 2015. 07. 10. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 2015-0080812 (name of invention: fingerprint sensor and electronic device including the same, published on July 10, 2015)

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 트랜스듀서의 특성이 변화됨으로써, 초음파를 이용하여 손가락의 생체정보를 인식할 때, 초음파의 인식율을 높이고, 손가락의 생체정보 인식에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 손가락 생체정보 인식모듈과, 이것이 적용된 전자기기, 그리고 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법과 트랜스듀서의 제조방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve the conventional problems, and by changing the characteristics of the transducer, when recognizing the biometric information of the finger using ultrasonic waves, the recognition rate of the ultrasonic wave is increased, and the precision for recognizing the biometric information of the finger is improved. The present invention provides a finger biometric information recognition module that can be improved, an electronic device to which it is applied, and a method of manufacturing a finger biometric information recognition module and a transducer.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈은 접촉되는 손가락으로부터 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나가 포함된 생체정보를 인식하기 위한 손가락 생체정보 인식모듈이고, 상기 손가락을 향해 초음파를 출력하고, 상기 손가락에서 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 트랜스듀서; 송수신되는 초음파가 손실없이 전달되도록 상기 트랜스듀서에 적층되는 음파제어부재; 및 상기 트랜스듀서가 초음파를 출력하도록 하고, 상기 트랜스듀서와 전기적으로 접속되어 수신되는 초음파에 따라 상기 손가락의 생체정보를 감지하는 신호처리유닛;을 포함하고, 상기 트랜스듀서는, 2차원 평면에서 종횡으로 이격 배열되는 다수의 단위압전셀; 및 상호 인접한 상기 단위압전셀 사이에 충진되는 충진재;를 포함하며, 상기 단위압전셀은, 무기압전재료와 유기압전재료 중 적어도 어느 하나를 포함한다.According to a preferred embodiment for achieving the object of the present invention described above, the finger biometric information recognition module according to the present invention is a finger biometric information for recognizing biometric information including at least one of a finger vein and a fingerprint from a contacted finger It is a recognition module, a transducer for outputting ultrasonic waves toward the finger, and receiving ultrasonic waves reflected back from the finger; A sound wave control member stacked on the transducer so that ultrasonic waves transmitted and received are transmitted without loss; And a signal processing unit configured to cause the transducer to output ultrasonic waves and to detect biometric information of the finger according to ultrasonic waves that are electrically connected to the transducer and received, and wherein the transducer is vertically and horizontally in a two-dimensional plane. A plurality of unit piezoelectric cells spaced apart from each other; And a filling material filled between the unit piezoelectric cells adjacent to each other. The unit piezoelectric cell includes at least one of an inorganic piezoelectric material and an organic piezoelectric material.

여기서, 상기 단위압전셀은, 건식식각 기법 또는 마이크로몰딩 기법으로 모재가 가공되어 기둥 형태를 나타낸다.Here, the unit piezoelectric cell, the base material is processed by a dry etching technique or a micro-molding technique to exhibit a column shape.

여기서, 상기 무기압전재료에는 상호 연통된 다수의 기공이 형성되고, 상기 유기압전재료는 상기 무기압전재료의 외주면을 감싸거나 상기 기공에 형성된다.Here, a plurality of pores are formed in the inorganic piezoelectric material in communication with each other, and the organic piezoelectric material surrounds the outer circumferential surface of the inorganic piezoelectric material or is formed in the pores.

본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈은 접촉되는 손가락으로부터 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나가 포함된 생체정보를 인식하기 위한 손가락 생체정보 인식모듈이고, 상기 손가락을 향해 초음파를 출력하고, 상기 손가락에서 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 트랜스듀서; 송수신되는 초음파가 손실없이 전달되도록 상기 트랜스듀서에 적층되는 음파제어부재; 및 상기 트랜스듀서가 초음파를 출력하도록 하고, 상기 트랜스듀서와 전기적으로 접속되어 수신되는 초음파에 따라 상기 손가락의 생체정보를 감지하는 신호처리유닛;을 포함하고, 상기 트랜스듀서는, 상기 손가락을 향해 초음파를 출력하는 플레이트 형상의 압전플레이트;를 포함한다.The finger biometric information recognition module according to the present invention is a finger biometric information recognition module for recognizing biometric information including at least one of a finger vein and a fingerprint from a contacted finger, outputs ultrasound toward the finger, and from the finger A transducer that receives reflected and returning ultrasound; A sound wave control member stacked on the transducer so that ultrasonic waves transmitted and received are transmitted without loss; And a signal processing unit configured to cause the transducer to output ultrasonic waves and to be electrically connected to the transducer and detect bio-information of the finger according to the received ultrasonic waves. The transducer includes ultrasonic waves toward the finger It includes; a plate-shaped piezoelectric plate for outputting.

여기서, 상기 압전플레이트는, 질화알루미늄(AlN, Aluminium nitride) 또는 티탄산 지르콘산 연(PZT, PbZrTiO3)을 포함한다.Here, the piezoelectric plate includes aluminum nitride (AlN) or lead zirconate titanate (PZT, PbZrTiO3).

본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈은 상기 트랜스듀서와 상기 음파제어부재 사이에서 초음파가 전달되도록 상기 트랜스듀서와 상기 음파제어부재 사이에 삽입 적층되는 초음파전달부재;를 더 포함한다.The finger biometric information recognition module according to the present invention further includes an ultrasonic transmission member that is inserted and stacked between the transducer and the sound wave control member so that ultrasound is transmitted between the transducer and the sound wave control member.

본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈은 초음파가 상기 신호처리유닛으로 전달되는 것을 방지하도록 상기 트랜스듀서와 상기 신호처리유닛 사이에 진공 상태의 공간을 형성하기 위한 포스트부재;를 더 포함한다.The finger biometric information recognition module according to the present invention further includes a post member for forming a vacuum space between the transducer and the signal processing unit to prevent ultrasonic waves from being transmitted to the signal processing unit.

여기서, 상기 신호처리유닛은, 상기 트랜스듀서에 접속되어 상기 트랜스듀서에서 초음파가 출력되도록 상기 트랜스듀서에 구동신호를 인가하는 초음파구동부; 상기 트랜스듀서에 접속되어 상기 트랜스듀서에서 수신되는 초음파를 처리하는 초음파처리부; 상기 초음파처리부의 신호 중 조건에 맞는 특정신호를 선택하여 출력하는 다중화논리부; 상기 다중화논리부에서 출력되는 신호를 변환하는 신호변환부; 및 초음파의 주파수가 조절되도록 상기 초음파구동부에서 인가되는 상기 구동신호를 제어하고, 제어된 상기 구동신호에 대응하여 상기 초음파처리부와 상기 다중화논리부와 상기 신호변환부의 동작을 제어하는 신호처리제어부;를 포함한다.Here, the signal processing unit is connected to the transducer, the ultrasonic driving unit for applying a driving signal to the transducer so that the ultrasonic output from the transducer; An ultrasonic processing unit connected to the transducer and processing ultrasound received from the transducer; A multiplexing logic unit that selects and outputs a specific signal that satisfies a condition from among the signals of the ultrasonic processing unit; A signal converting unit converting a signal output from the multiplexing logic unit; And a signal processing control unit controlling the driving signal applied from the ultrasonic driving unit so that the frequency of ultrasonic waves is adjusted, and controlling the operation of the ultrasonic processing unit, the multiplexing logic unit, and the signal conversion unit in response to the controlled driving signal. Includes.

여기서, 상기 초음파처리부에는, 수신되는 초음파 신호를 모니터링 하여 수신되는 초음파 신호에서 지문 또는 지정맥에 대한 신호를 추출하여 수신되는 초음파 신호를 보정하는 것이 더 포함된다.Here, the ultrasonic processing unit further includes monitoring the received ultrasonic signal and correcting the received ultrasonic signal by extracting a signal for a fingerprint or a finger vein from the received ultrasonic signal.

여기서, 상기 트랜스듀서에서 출력되는 초음파의 주파수가 제1주파수를 나타내도록 상기 신호처리제어부가 상기 구동신호를 제어하면, 상기 신호처리유닛은 상기 손가락의 지문과 지정맥이 감지되고, 상기 트랜스듀서에서 출력되는 초음파의 주파수가 상기 제1주파수보다 큰 제2주파수를 나타내도록 상기 신호처리제어부가 상기 구동신호를 제어하면, 상기 신호처리유닛은 상기 손가락의 지문이 감지된다.Here, when the signal processing control unit controls the driving signal so that the frequency of the ultrasonic wave output from the transducer indicates the first frequency, the signal processing unit detects the fingerprint and finger vein of the finger, and the transducer When the signal processing controller controls the driving signal so that the frequency of the output ultrasonic wave is greater than the first frequency, the signal processing unit detects the fingerprint of the finger.

여기서, 상기 신호처리유닛은, 상기 신호변환부에서 변환된 신호를 힐버트 변환시켜 변환신호를 생성하는 힐버트변환부; 상기 힐버트변환부를 거쳐 생성된 변환신호를 정형화시켜 정형화신호를 생성하는 정형화부; 상기 정형화부를 거쳐 생성된 정형화신호를 3차원 이미지요소로 치환하여 치환신호를 생성하는 이미지치환부; 다수의 상기 이미지치환부를 거쳐 생성된 치환신호를 합성하여 3차원 신호를 생성하는 논리합성부; 및 상기 논리합성부를 거쳐 생성된 3차원 신호를 바탕으로 최종 3차원 이미지를 획득하는 이미지획득부;를 포함한다.Here, the signal processing unit, Hilbert conversion unit for generating a converted signal by Hilbert transform the signal converted by the signal conversion unit; A shaping unit for shaping a transform signal generated through the Hilbert transform unit to generate a shaping signal; An image replacement unit for generating a replacement signal by replacing the normalization signal generated through the shaping unit with a 3D image element; A logic synthesizing unit that generates a 3D signal by synthesizing substitution signals generated through a plurality of the image replacement units; And an image acquisition unit that acquires a final 3D image based on the 3D signal generated through the logical synthesis unit.

본 발명에 따른 전자기기는 상술한 손가락 생체정보 인식모듈; 및 상기 신호처리유닛에서 출력되는 신호를 기반으로 전자기기를 제어하는 메인제어유닛;을 포함한다.The electronic device according to the present invention includes the above-described finger biometric information recognition module; And a main control unit controlling an electronic device based on a signal output from the signal processing unit.

본 발명에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 건식식각 기법을 이용하여 상술한 트랜스듀서를 제조하는 방법이고, 기 무기압전재료와 상기 유기압전재료 중 적어도 어느 하나를 이용하여 복합압전후막을 제조하는 후막제조단계; 상기 복합압전후막에 구획슬릿이 형성되도록 상기 후막제조단계를 거쳐 제조된 상기 복합압전후막을 재단하는 후막재단단계; 및 상기 구획슬릿에 상기 충진재를 충진하는 슬릿충진단계;를 포함한다.The method of manufacturing a transducer according to the present invention is a method of manufacturing the above-described transducer using a dry etching technique, and a thick film manufacturing method of manufacturing a composite piezoelectric thick film using at least one of an inorganic inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material step; A thick film cutting step of cutting the composite piezoelectric film produced through the thick film manufacturing step so that a partition slit is formed in the composite piezoelectric film; And a slit filling step of filling the compartment slit with the filling material.

여기서, 상기 후막제조단계는, 베이스에 기공을 형성하기 위한 탬플을 적층하는 탬플적층단계; 상기 탬플적층단계를 거친 다음, 상기 탬플에 상기 무기압전재료의 전구액을 함침시키는 전구액함침단계; 상기 전구액함침단계를 거친 다음, 상기 무기압전재료의 전구액을 건조시키는 건조단계; 상기 건조단계를 거친 다음, 건조된 상기 무기압전재료의 전구액에서 상기 탬플을 제거하는 탬플제거단계; 상기 탬플제거단계를 거친 다음, 건조된 상기 무기압전재료의 전구액을 결정화시키는 결정화단계; 상기 결정화단계를 거친 다음, 결정화된 상기 무기압전재료의 전구액에 상기 유기압전재료를 투입하는 유기재료투입단계; 및 결정화된 상기 무기압전재료의 전구액과 상기 유기압전재료를 혼합 성형하여 상기 복합압전후막을 제조하는 후막화단계;를 포함한다.Here, the thick film manufacturing step, the stacking step of stacking a template for forming pores in the base; A precursor solution impregnating step of impregnating the temple with a precursor solution of the inorganic piezoelectric material after the temple stacking step; A drying step of passing the precursor solution impregnation step and then drying the precursor solution of the inorganic piezoelectric material; After the drying step, a template removal step of removing the template from the dried precursor of the inorganic piezoelectric material; A crystallization step of crystallizing a precursor solution of the dried inorganic piezoelectric material after passing through the temple removal step; An organic material input step of introducing the organic piezoelectric material into the precursor solution of the inorganic piezoelectric material crystallized after the crystallization step; And a thickening step of mixing the crystallized precursor solution of the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material to form the composite piezoelectric film.

본 발명에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 마이크로몰딩 기법을 이용하여 상술한 트랜스듀서를 제조하는 방법이고, 상기 무기압전재료 또는 상기 유기압전재료 또는 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료를 혼합한 혼합재료를 준비하는 단계; 상기 단위압전셀에 대응하는 셀홈이 형성된 성형몰드를 준비하는 단계; 상기 성형몰드에 상기 유기압전재료 또는 상기 무기압전재료 또는 상기 혼합재료를 주입하여 기저층에 상기 단위압전셀이 형성된 그린어레이를 제조하는 단계; 상기 그린어레이를 소결시켜 소결어레이를 제조하는 단계; 상기 그린어레이 또는 상기 소결어레이를 상기 성형몰드에서 분리하는 단계; 및 상기 소결어레이에서 상호 인접한 상기 단위압전셀 사이에 충진재를 충진하는 단계;를 포함한다.The manufacturing method of the transducer according to the present invention is a method of manufacturing the above-described transducer using a micro-molding technique, and the inorganic piezoelectric material or the organic piezoelectric material or a mixed material obtained by mixing the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material Preparing a; Preparing a molding mold in which a cell groove corresponding to the unit piezoelectric cell is formed; Injecting the organic piezoelectric material or the inorganic piezoelectric material or the mixed material into the molding mold to produce a green array in which the unit piezoelectric cell is formed on a base layer; Sintering the green array to produce a sintered array; Separating the green array or the sintered array from the molding mold; And filling a filling material between the unit piezoelectric cells adjacent to each other in the sintered array.

본 발명에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 상기 소결어레이에 상기 단위압전셀과 상기 충진재만 남도록 상기 충진재가 충진된 상기 소결어레이에서 기저층을 제거하는 단계; 및 상기 단위압전셀의 양단부에 전극을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서의 제조방법.A method of manufacturing a transducer according to the present invention includes removing a base layer from the sintered array filled with the filler so that only the unit piezoelectric cell and the filler remain in the sintered array; And forming electrodes on both ends of the unit piezoelectric cell.

본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법은 플레이트 형태의 상기 압전플레이트가 적용되어 상술한 손가락 생체정보 인식모듈을 제조하는 방법이고, 상부전극의 적층을 위한 지지부를 준비하는 단계; 상기 음파제어부재에 상기 상부전극과, 상기 압전플레이트와, 상기 하부전극을 차례로 적층하는 단계; 단위셀에 대응하여 플레이트 형태의 상기 하부전극이 분리되도록 상기 하부전극을 식각하는 단계; 상기 압전플레이트에 비아홀을 형성하고, 상기 상부전극 및 분리된 상기 하부전극에 각각 전원을 인가하기 위한 연결라인을 패터닝하여 상기 트랜스듀서를 형성하는 단계; 상기 신호처리유닛과 상기 연결라인이 전기적으로 접속되도록 상기 신호처리유닛에 상기 트랜스듀서와 상기 지지부를 적층시키는 단계; 및 상기 지지부에 상기 음파제어부재를 적층시키는 단계;를 포함한다.The method of manufacturing a finger biometric information recognition module according to the present invention is a method of manufacturing the above-described finger biometric information recognition module by applying the plate-shaped piezoelectric plate, and preparing a support for stacking the upper electrodes; Sequentially stacking the upper electrode, the piezoelectric plate, and the lower electrode on the sound wave control member; Etching the lower electrode to separate the lower electrode in the form of a plate corresponding to the unit cell; Forming a via hole in the piezoelectric plate, and patterning connection lines for applying power to the upper electrode and the separated lower electrode to form the transducer; Laminating the transducer and the support to the signal processing unit so that the signal processing unit and the connection line are electrically connected; And stacking the sound wave control member on the support portion.

본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법은 상기 신호처리유닛에 상기 트랜스듀서가 적층되기 전에 실시하고, 초음파가 상기 신호처리유닛으로 전달되는 것을 방지하는 포스트부재를 상기 신호처리유닛에 적층하는 단계;를 더 포함한다.The method for manufacturing a finger biometric information recognition module according to the present invention is performed before the transducer is stacked on the signal processing unit, and a post member for preventing ultrasonic waves from being transmitted to the signal processing unit is stacked on the signal processing unit. Step; further comprises.

본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법은 플레이트 형태의 상기 압전플레이트가 적용되어 상술한 손가락 생체정보 인식모듈을 제조하는 방법이고, 상기 트랜스듀서에서 송수신되는 초음파의 전달 경로를 형성하는 초음파전달부재를 형성하기 위한 전달모재를 준비하는 단계; 상기 전달모재에 상기 상부전극과, 상기 압전플레이트와, 상기 하부전극을 차례로 적층하는 단계; 단위셀에 대응하여 플레이트 형태의 상기 하부전극이 분리되도록 상기 하부전극을 식각하는 단계; 상기 압전플레이트에 비아홀을 형성하고, 상기 상부전극 및 분리된 상기 하부전극에 각각 전원을 인가하기 위한 연결라인을 패터닝하여 상기 트랜스듀서를 형성하는 단계; 상기 신호처리유닛과 상기 연결라인이 전기적으로 접속되도록 상기 신호처리유닛에 상기 트랜스듀서와 상기 전달모재를 적층시키는 단계; 및 상기 전달모재를 가공하여 상기 초음파전달부재를 형성하는 단계;를 포함한다.The method of manufacturing a finger biometric information recognition module according to the present invention is a method of manufacturing the above-mentioned finger biometric information recognition module by applying the plate-shaped piezoelectric plate, and ultrasonic transmission forming a transmission path of ultrasonic waves transmitted and received by the transducer. Preparing a transfer base material for forming a member; Sequentially stacking the upper electrode, the piezoelectric plate, and the lower electrode on the transfer base material; Etching the lower electrode to separate the lower electrode in the form of a plate corresponding to the unit cell; Forming a via hole in the piezoelectric plate, and patterning connection lines for applying power to the upper electrode and the separated lower electrode to form the transducer; Stacking the transducer and the transmission base material on the signal processing unit so that the signal processing unit and the connection line are electrically connected; And processing the transmission base material to form the ultrasonic transmission member.

본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법은 상기 초음파전달부재에 상기 음파제어부재를 적층하는 단계;를 더 포함한다.The method for manufacturing a finger biometric information recognition module according to the present invention further comprises laminating the sound wave control member on the ultrasonic transmission member.

본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈과, 이것이 적용된 전자기기, 그리고 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법과 트랜스듀서의 제조방법에 따르면, 트랜스듀서의 특성이 변화됨으로써, 초음파를 이용하여 손가락의 생체정보를 인식할 때, 초음파의 인식율을 높이고, 손가락의 생체정보 인식에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있다.According to the finger biometric information recognition module according to the present invention, an electronic device to which it is applied, and a method of manufacturing a finger biometric information recognition module and a method of manufacturing a transducer, the characteristics of the transducer are changed, and thus the biometric information of the finger using ultrasonic waves When recognizing, it is possible to increase the recognition rate of the ultrasound and improve the precision for recognizing biometric information of the finger.

또한, 본 발명은 트랜스듀서의 특성 변화를 통해 트랜스듀서와 손가락 사이의 음향 임피던스를 안정되게 매칭시키고, 별도의 정합부재 생략이 가능하다.In addition, the present invention stably matches the acoustic impedance between the transducer and the finger by changing the characteristics of the transducer, and it is possible to omit a separate matching member.

또한, 본 발명은 단위압전셀에서 발생되는 진동성분 중 초음파의 진행 방향에 수직인 수평성분(lateral mode)을 감소시킴은 물론 인접한 단위압전셀 사이의 진동 간섭(coupling)을 방지할 수 있고, 단위압전셀의 개별 구동 및 개별 수신이 가능하며, 단위압전셀에서 초음파의 발신 특성과 초음파의 수신 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can reduce the vibration component (coupling) between adjacent unit piezoelectric cells, as well as reducing the horizontal component (lateral mode) perpendicular to the direction of travel of the vibration components generated in the unit piezoelectric cell, unit The piezoelectric cell can be individually driven and individually received, and the transmission characteristics of ultrasonic waves and the reception characteristics of ultrasonic waves can be improved in a unit piezoelectric cell.

또한, 본 발명은 단위압전셀에서 초음파의 구동신호와 초음파의 수신신호가 분리됨으로써, 단위압전셀에서 초음파의 발신 특성과 초음파의 수신 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, the driving signal of the ultrasonic wave and the reception signal of the ultrasonic wave are separated from the unit piezoelectric cell, and thus the transmission characteristics of the ultrasonic wave and the reception characteristics of the ultrasonic wave can be improved in the unit piezoelectric cell.

또한, 본 발명은 단위압전셀에서 무기압전재료와 유기압전재료의 결합을 간편하게 하여 트랜스듀서의 제조를 간편하게 함은 물론, 단위압전셀에서 초음파의 파워 또는 초음파의 에너지 손실을 방지하고, 초음파의 피부침투율을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention simplifies the manufacture of the transducer by simplifying the combination of the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material in the unit piezoelectric cell, as well as preventing the loss of ultrasonic power or ultrasonic energy in the unit piezoelectric cell, and the skin of ultrasound. The penetration rate can be improved.

또한, 본 발명은 트랜스듀서 및 음파제어부재를 통해 발신되는 초음파와 수신되는 초음파가 에너지 손실없이 모두 전달됨으로써, 초음파의 송수신 감도를 향상시키고, 초음파의 투과율 및 반향파의 반사율 그리고 소멸파의 전달력을 향상시키며, 트랜스듀서와 손가락 사이의 음향 임피던스를 안정되게 매칭시키고, 별도의 정합부재를 생략할 수 있다.In addition, according to the present invention, both the ultrasonic wave transmitted through the transducer and the sound wave control member and the received ultrasonic wave are transmitted without energy loss, thereby improving the transmission / reception sensitivity of the ultrasonic wave, the transmittance of the ultrasonic wave, the reflectance of the reflected wave, and the transmission power of the evanescent wave. To improve, it is possible to stably match the acoustic impedance between the transducer and the finger, and a separate matching member can be omitted.

또한, 본 발명은 음파제어부재를 통해 파장 및 진폭이 작아지는 소멸파를 트랜스듀서에서 안정되게 수신하여 신호처리유닛까지 안정되게 전달할 수 있다.In addition, the present invention can stably receive the extinction wave having a small wavelength and amplitude from the transducer through the sound wave control member and stably transmit it to the signal processing unit.

또한, 본 발명은 음파제어부재에서 입력되는 초음파를 진행 방향으로 안정되게 유도하고, 음파제어부재에서 초음파의 공진을 유도하며, 입력되는 초음파가 에너지 손실없이 모두 전달되도록 하여 접촉부재와 신호처리유닛 사이에서 초음파의 전달을 안정화시킬 수 있다.In addition, the present invention stably induces the ultrasonic wave input from the sound wave control member in the traveling direction, induces resonance of the ultrasonic wave from the sound wave control member, and allows the input ultrasonic wave to be transmitted without loss of energy between the contact member and the signal processing unit. Can stabilize the transmission of ultrasound.

또한, 본 발명은 음파제어부재에 관통 형성되는 부분에 제어정합부재를 충진함으로써, 초음파의 감쇄를 방지하고, 초음파의 전달을 안정화시키고, 손가락과의 음향 임피던스를 안정적으로 매칭시킬 수 있다.In addition, the present invention can prevent attenuation of ultrasonic waves, stabilize the transmission of ultrasonic waves, and stably match the acoustic impedance with fingers by filling the control matching member in a portion formed through the sound wave control member.

또한, 본 발명은 초음파의 주파수를 조절함에 따라 손가락에서 지정맥의 인식과 지문의 인식을 복합 사용할 수 있고, 손가락의 지정맥, 지문 등의 흐름을 정확하게 포착하여 손가락에서 지정맥 또는 지문에 대한 3차원 이미지를 구현할 수 있다.In addition, the present invention can be used in combination with the recognition of the finger vein and fingerprint recognition by adjusting the frequency of the ultrasound, by accurately capturing the flow of finger finger vein, fingerprint, etc. Dimensional images can be implemented.

또한, 본 발명은 전자기기에서 지문 또는 지정맥의 인식에 따른 보안성을 향상시키고, 전자기기에 내장된 개인정보를 보호할 수 있다.In addition, the present invention can improve security according to the recognition of a fingerprint or finger vein in an electronic device and protect personal information embedded in the electronic device.

또한, 본 발명은 초음파 영역에서의 음향을 제어하기 위한 마이크로미터 단위의 미세 가공을 구현하고, 음파제어부재의 제조를 용이하게 하며, 음파제어부재의 구조물에 대한 강도를 향상시키며, 구조물의 지탱력 또는 버팀력을 증대시킬 수 있다.In addition, the present invention realizes micro-processing in the micrometer unit for controlling the sound in the ultrasonic region, facilitates the manufacture of the sound wave control member, improves strength of the structure of the sound wave control member, and supports the structure. Or it can increase the holding force.

또한, 본 발명은 음파제어부재에 형성되는 제1신호전달홈과 제2신호전달홈과 연결라인 사이의 센터링을 간편하게 하고, 적층 오차를 최소화하여 음파제어부재의 불량을 방지할 수 있다.In addition, the present invention can simplify the centering between the first signal transmission groove and the second signal transmission groove and the connection line formed in the sound wave control member, and minimize stacking errors to prevent defects in the sound wave control member.

또한, 본 발명은 음파제어부재의 높이를 줄일 수 있고, 손가락 생체정보 인식모듈의 소형화 및 박형화에 이바지할 수 있다.In addition, the present invention can reduce the height of the sound wave control member and contribute to miniaturization and thinning of the finger biometric information recognition module.

또한, 본 발명은 손가락에 오염물질(먼지, 땀, 잔류 화장품 등)이 있어도 지정맥 또는 지문의 이미징이 가능하고, 손가락이 접촉되는 접촉부재의 재질(유리, 알루미늄, 사파이어, 플라스틱 등)에 상관없이 신호처리유닛에서 지정맥 또는 지문 인식이 가능하며, 전자기기에서 손가락 생체정보 인식모듈의 디자인을 용이하게 할 수 있다.In addition, the present invention enables imaging of finger vein or fingerprint even if there is a contaminant (dust, sweat, residual cosmetics, etc.) on the finger, and correlates to the material (glass, aluminum, sapphire, plastic, etc.) of the contact member that the finger contacts. Without a signal processing unit, finger vein or fingerprint recognition is possible, and the design of a finger biometric information recognition module can be facilitated in an electronic device.

또한, 본 발명은 실제 지정맥 또는 지문에 대하여 고분해능 3차원 이미지를 획득할 수 있다. 더불어 실제 지정맥 또는 지문에 대한 특징점을 추출하여 사용자의 등록 및 인증에 활용함으로써, 전자기기의 보안성을 향상시키고, 저전력의 초음파를 기반으로 고분해능의 지정맥 인식 또는 지문 인식 기술을 구현할 수 있다.In addition, the present invention can obtain a high-resolution three-dimensional image of the actual finger vein or fingerprint. In addition, by extracting the feature points for the actual finger vein or fingerprint and using it for user registration and authentication, it is possible to improve the security of electronic devices and implement high resolution finger vein recognition or fingerprint recognition technology based on low-power ultrasound.

또한, 본 발명은 음파제어부재를 통해 손가락에서의 반향파 중 사라지는 소멸파가 에너지 손실없이 트랜스듀서에 전달되도록 하고, 신호처리유닛에서는 소멸파의 신호까지도 안정되게 감지하여 이미지의 분해능을 향상시키고, 종래와 동일한 초음파 소스에 있어서 종래에 비해 정밀한 이미지를 획득할 수 있고, 신호처리유닛의 성능을 낮출 수 있으며, 소비전력을 낮출 수 있다.In addition, the present invention allows the extinction wave disappearing among the echo waves from the finger through the sound wave control member to be transmitted to the transducer without energy loss, and the signal processing unit stably detects even the signal of the extinction wave to improve the resolution of the image, In the same ultrasonic source as in the prior art, it is possible to obtain a more accurate image than in the prior art, lower the performance of the signal processing unit, and lower power consumption.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈이 적용된 전자기기에서 손가락의 첫째 마디를 사용하는 상태를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈이 적용된 전자기기에서 손가락의 둘째 마디를 사용하는 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서를 도시한 개략단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음파제어부재를 도시한 개략단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호처리유닛을 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호처리유닛의 부가 구성을 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈을 도시한 분해도이다.
도 9와 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 결합 상태를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에서 후막제조단계의 세부 구성을 도시한 순서도이다.
도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에서 구동슬릿과 충진재의 구성에 대한 변형예를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에서 재료이형단계에서의 성형몰드와 단위압전셀을 나타내는 도면이다.
1 is a cross-sectional view illustrating a state in which a first node of a finger is used in an electronic device to which a finger biometric information recognition module according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a cross-sectional view illustrating a state in which a second node of a finger is used in an electronic device to which a finger biometric information recognition module according to an embodiment of the present invention is applied.
3 is a schematic cross-sectional view showing a transducer according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic cross-sectional view showing a sound wave control member according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing a signal processing unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a configuration diagram showing an additional configuration of a signal processing unit according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view showing a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention.
8 is an exploded view showing a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention.
9 and 10 are cross-sectional views showing a combined state of a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention.
11 is a diagram illustrating a method of manufacturing a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention.
12 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a transducer according to a first embodiment of the present invention.
13 is a flow chart showing the detailed configuration of the thick film manufacturing step in the method of manufacturing a transducer according to the first embodiment of the present invention.
14 is a view showing a modified example of the configuration of the drive slit and filler in the method of manufacturing a transducer according to the first embodiment of the present invention.
15 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a transducer according to a second embodiment of the present invention.
16 is a view showing a molding mold and a unit piezoelectric cell in a material release step in a method of manufacturing a transducer according to a second embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 손가락 생체정보 인식모듈과, 이것이 적용된 전자기기, 그리고 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법과 트랜스듀서의 제조방법의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.Hereinafter, an embodiment of a finger biometric information recognition module, an electronic device to which it is applied, and a manufacturing method of a finger biometric information recognition module and a manufacturing method of a transducer according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. At this time, the present invention is not limited or limited by the examples. In addition, in describing the present invention, detailed descriptions of known functions or configurations may be omitted to clarify the gist of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기에서 손가락의 첫째 마디를 사용하는 상태를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기에서 손가락의 둘째 마디를 사용하는 상태를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서를 도시한 개략단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음파제어부재를 도시한 개략단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호처리유닛을 도시한 구성도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호처리유닛의 부가 구성을 도시한 구성도이다.1 is a cross-sectional view showing a state in which the first node of a finger is used in an electronic device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a state in which a second node of a finger is used in an electronic device according to an embodiment of the present invention 3 is a schematic cross-sectional view showing a transducer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a sound wave control member according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram showing a signal processing unit according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a block diagram showing an additional configuration of a signal processing unit according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기는 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)을 통해 손가락(F)으로부터 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나가 포함된 생체정보를 인식함으로써, 전자기기의 보안성을 강화시킬 수 있다.1 to 6, the electronic device according to an embodiment of the present invention at least any one of a finger vein and a fingerprint from a finger F through the finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention By recognizing biometric information containing one, it is possible to enhance the security of the electronic device.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기는 손가락 생체정보 인식모듈(100)과, 메인제어유닛(200)을 포함한다.The electronic device according to an embodiment of the present invention includes a finger biometric information recognition module 100 and a main control unit 200.

상기 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 초음파를 이용하여 접촉된 손가락(F)에서 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나를 인식한다. 일예로, 상기 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 손가락(F)의 첫째 마디를 감지함에 따라 초음파를 이용하여 접촉된 손가락(F)에서 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나를 인식할 수 있다. 다른 예로, 상기 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 손가락(F)의 둘째 마디를 감지함에 따라 초음파를 이용하여 접촉된 손가락(F)에서 지정맥을 인식할 수 있다.The finger biometric information recognition module 100 recognizes at least one of a finger vein and a fingerprint from a finger F contacted using ultrasound. As an example, the finger biometric information recognition module 100 detects the first node of the finger F, as shown in FIG. 1, and uses at least one of a finger vein and a fingerprint on the finger F contacted using ultrasound. Can recognize. As another example, the finger biometric information recognition module 100 may recognize a finger vein from the finger F that is contacted by using ultrasonic waves as the second node of the finger F is sensed as illustrated in FIG. 2.

상기 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)에서 구체적으로 설명하기로 한다.The finger biometric information recognition module 100 will be described in detail in the finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention.

상기 메인제어유닛(200)은 상기 손가락 생체정보 인식모듈(100)에 포함된 후술하는 신호처리유닛(20)에서 감지된 신호에 따라 전자기기를 제어한다.The main control unit 200 controls the electronic device according to the signal detected by the signal processing unit 20 to be described later included in the finger biometric information recognition module 100.

여기서, 상기 메인제어유닛(200)을 한정하는 것은 아니고, 후술하는 신호처리유닛(20)에서 감지된 신호에 따라 전자기기를 제어할 수 있다. 상기 메인제어유닛(200)은 플립칩 본딩 또는 타공된 비아홀에 형성되는 전극을 통해 후술하는 신호처리유닛(20)과 접속될 수 있다.Here, the main control unit 200 is not limited, and the electronic device may be controlled according to the signal detected by the signal processing unit 20 described later. The main control unit 200 may be connected to the signal processing unit 20 to be described later through an electrode formed in a flip chip bonding or a perforated via hole.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기는 변환제어유닛(300)을 더 포함할 수 있다. 상기 변환제어유닛(300)은 상기 신호처리유닛(20)에서 감지된 신호를 변환하여 상기 메인제어유닛(200)에 전달한다. 상기 변환제어유닛(300)의 세부 구성은 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)의 설명에 부가하여 자세하게 설명하기로 한다.The electronic device according to an embodiment of the present invention may further include a conversion control unit 300. The conversion control unit 300 converts the signal detected by the signal processing unit 20 and transmits it to the main control unit 200. The detailed configuration of the conversion control unit 300 will be described in detail in addition to the description of the finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention.

지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)에 대하여 설명한다.Hereinafter, the finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 초음파를 이용하여 접촉된 손가락(F)에서 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나를 인식하는 것으로 트랜스듀서(10)와, 신호처리유닛(20)을 포함하고, 음파제어부재(40)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 지정맥을 인식하는 것을 주로 설명한다.The finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention recognizes at least one of a finger vein and a fingerprint from a finger F contacted using ultrasonic waves, and the transducer 10 and a signal processing unit 20, the sound wave control member 40 may be further included. The finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention mainly describes recognizing a finger vein.

상기 트랜스듀서(10)는 상기 손가락(F)을 향해 초음파를 출력하고, 상기 손가락(F)에서 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신한다. 이러한 상기 트랜스듀서(10)는 상기 신호처리유닛(20) 또는 상기 변환제어유닛(300)에 배열 적층될 수 있다.The transducer 10 outputs ultrasonic waves toward the finger F, and receives ultrasonic waves reflected and returned from the finger F. The transducer 10 may be stacked on the signal processing unit 20 or the conversion control unit 300.

여기서, 상기 트랜스듀서(10)는 2차원 평면에서 종횡으로 이격 배열되는 다수의 단위압전셀(13)과, 상호 인접한 상기 단위압전셀(13) 사이에 충진되는 충진재(14)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 단위압전셀(13) 사이에는 구획슬릿(13a)이 형성됨에 따라 상기 구획슬릿(13a)에 상기 충진재(14)가 충진되도록 한다.Here, the transducer 10 may include a plurality of unit piezoelectric cells 13 arranged vertically and horizontally in a two-dimensional plane, and a filling material 14 filled between the unit piezoelectric cells 13 adjacent to each other. . Here, as the compartment slit 13a is formed between the unit piezoelectric cells 13, the filler 14 is filled in the compartment slit 13a.

또한, 상기 트랜스듀서(10)는 상기 단위압전셀(13) 일측에 전기적으로 접속되는 하부전극(11)과, 상기 단위압전셀(13) 타측에 전기적으로 접속되는 상부전극(15)을 더 포함할 수 있다. 일예로, 상기 하부전극(11)은 상기 단위압전셀(13)이 모두 접속되고, 상기 상부전극(15)은 개별의 상기 단위압전셀(13)에 1:1 대응으로 접속될 수 있다. 다른 예로, 상기 하부전극(11)과 상기 상부전극(15)은 모두 개별의 상기 단위압전셀(13)에 1:1 대응으로 접속될 수 있다.In addition, the transducer 10 further includes a lower electrode 11 electrically connected to one side of the unit piezoelectric cell 13 and an upper electrode 15 electrically connected to the other side of the unit piezoelectric cell 13. can do. For example, the lower electrode 11 may be connected to all of the unit piezoelectric cells 13, and the upper electrode 15 may be connected to the individual unit piezoelectric cells 13 in a 1: 1 correspondence. As another example, both the lower electrode 11 and the upper electrode 15 may be connected to the individual unit piezoelectric cells 13 in a 1: 1 correspondence.

상기 단위압전셀(13)은 초음파 신호의 특성을 향상시키면서도 상기 단위압전셀(13) 사이의 피치에 따라 지정맥 패턴 또는 지문 패턴에 대응하여 이미지 획득을 용이하게 할 수 있다.The unit piezoelectric cell 13 may improve the characteristics of the ultrasonic signal while facilitating image acquisition corresponding to a finger vein pattern or a fingerprint pattern according to a pitch between the unit piezoelectric cells 13.

상기 단위압전셀(13)은 건식식각 기법 또는 마이크로몰딩 기법 등으로 모재가 가공되어 기둥 형태를 나타낼 수 있다. 특히, 상기 단위압전셀(13)은 사각기둥 또는 육각기둥 또는 원기둥 등의 형태를 나타냄으로써, 초음파의 파워 또는 초음파의 에너지를 극대화시킬 수 있다. 상기 트랜스듀서(10)는 후술하는 트랜스듀서의 제조방법에 의해 제조될 수 있다.The unit piezoelectric cell 13 may exhibit a pillar shape by processing a base material by a dry etching technique or a micro molding technique. In particular, the unit piezoelectric cell 13 may exhibit a shape such as a square pillar, a hexagon pillar, or a cylinder, thereby maximizing power of ultrasonic waves or energy of ultrasonic waves. The transducer 10 may be manufactured by a method of manufacturing a transducer described below.

그러면, 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)에서 상기 단위압전셀(13)은 무기압전재료와 유기압전재료 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 단위압전셀(13)은 무기압전재료와 유기압전재료가 혼합된 것으로 설명한다.Then, in the finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention, the unit piezoelectric cell 13 may include at least one of an inorganic piezoelectric material and an organic piezoelectric material. In one embodiment of the present invention, the unit piezoelectric cell 13 will be described as mixing an inorganic piezoelectric material and an organic piezoelectric material.

여기서, 무기압전재료는 초음파의 발신 특성이 우수하고, 유기압전재료는 초음파의 수신 특성이 우수하므로, 상기 단위압전셀(13)의 초음파 발신 특성과 초음파 수신 특성을 모두 향상시키기 위해 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료는 기설정된 중량비로 혼합될 수 있다.Here, the inorganic piezoelectric material has excellent transmission characteristics of ultrasonic waves, and the organic piezoelectric material has excellent ultrasonic reception characteristics. Therefore, the inorganic piezoelectric material is used to improve both ultrasonic transmission characteristics and ultrasonic reception characteristics of the unit piezoelectric cell 13. And the organic piezoelectric material may be mixed in a predetermined weight ratio.

상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료는 1:9 내지 9:1 의 중량비로 혼합될 수 있다. 이와 같이 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료의 혼합으로 인해, 초음파의 구동신호에 대응하여 적어도 상기 무기압전재료가 활성화되어 초음파의 발신 특성을 우수하게 하고, 초음파의 수신신호에 대응하여 적어도 상기 유기압전재료가 활성화되어 초음파의 수신 특성을 우수하게 한다.The inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material may be mixed in a weight ratio of 1: 9 to 9: 1. As described above, due to the mixing of the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material, at least the inorganic piezoelectric material is activated in response to the driving signal of the ultrasonic wave to improve the transmission characteristics of the ultrasonic wave, and at least the organic response to the receiving signal of the ultrasonic wave. The piezoelectric material is activated to improve the reception characteristics of ultrasonic waves.

상기 무기압전재료는 질화알루미늄(AlN), 지르콘산티탄산(PZT), 티탄산바륨(BaTiO3) 등으로 이루어질 수 있고, 압전 특성이 상대적으로 우수하나 유연하지 못하고 초음파 감지 성능이 상대적으로 낮다. 상기 유기압전재료는 폴리플루오르화비닐리덴(PVDF), 부드러운 재질 또는 유연한 재질의 압전물질 등으로 이루어질 수 있고, 압전 특성이 상대적으로 좋지 않으나 유연성이 우수하고 상기 손가락(F)과의 임프던스 정합에 유리하다.The inorganic piezoelectric material may be made of aluminum nitride (AlN), zirconate titanate (PZT), barium titanate (BaTiO3), and the like, but the piezoelectric properties are relatively inflexible, but the ultrasonic sensing performance is relatively low. The organic piezoelectric material may be made of polyvinylidene fluoride (PVDF), a piezoelectric material made of a soft material or a flexible material, and the piezoelectric properties are relatively poor, but the flexibility is excellent and the impingement matching with the finger (F) It is advantageous.

상기 유기압전재료와 상기 무기압전재를 혼합하여 제조된 상기 트랜스듀서(10)는 초음파의 발신 특성과 초음파의 수신 특성이 모두 우수하므로, 높은 압전성능지수를 가지게 되고, 상기 손가락(F)의 임피던스 정합에 유리하게 되어 상기 손가락(F)과 상기 트랜스듀서(10) 사이에 별도의 정합부재가 생략되어도 안정되게 초음파가 전달될 수 있다.The transducer 10 manufactured by mixing the organic piezoelectric material and the inorganic piezoelectric material has excellent ultrasonic transmission characteristics and ultrasonic reception characteristics, and thus has a high piezoelectric performance index, and the impedance of the finger F. Advantageously in matching, ultrasonic waves can be stably transmitted even if a separate matching member is omitted between the finger F and the transducer 10.

이때, 상기 단위압전셀(13)에서 상기 무기압전재료에는 상호 연통된 다수의 기공(미도시)이 형성되고, 상기 유기압전재료는 상기 무기압전재료의 외주면을 감싸거나 상기 기공(미도시)에 형성되도록 할 수 있다.At this time, in the unit piezoelectric cell 13, a plurality of pores (not shown) communicating with each other are formed in the inorganic piezoelectric material, and the organic piezoelectric material wraps around the outer circumferential surface of the inorganic piezoelectric material or the pores (not shown). Can be formed.

상기 충진재(14)는 상기 단위압전셀(13)에서 발생되는 진동성분 중 초음파의 진행 방향에 수직인 수평성분(lateral mode)을 감소시킴은 물론 인접한 상기 단위압전셀(13) 사이의 진동이 간섭(coupling)되는 것을 방지할 수 있다.The filling material 14 reduces the horizontal component (lateral mode) perpendicular to the traveling direction of the vibration components generated from the unit piezoelectric cell 13, as well as the vibration between the adjacent unit piezoelectric cells 13 (coupling) can be prevented.

상기 신호처리유닛(20)은 상기 트랜스듀서(10)가 초음파를 출력하도록 하고, 상기 트랜스듀서(10)와 전기적으로 접속되어 수신되는 초음파에 따라 상기 손가락(F)의 지정맥을 감지한다. 상기 신호처리유닛(20)은 수신되는 초음파에 따라 도플러 효과를 이용하여 상기 손가락(F)의 지정맥을 감지할 수 있다. 여기서, 상기 손가락(F)의 지정맥을 감지한다는 것은 상기 손가락(F)의 지정맥과 상기 손가락(F)의 지문 중 적어도 어느 하나를 감지할 수 있다는 것이 포함된다.The signal processing unit 20 causes the transducer 10 to output ultrasonic waves, and is electrically connected to the transducer 10 and detects a finger vein of the finger F according to the received ultrasonic waves. The signal processing unit 20 may detect a finger vein of the finger F using a Doppler effect according to the received ultrasound. Here, detecting the finger vein of the finger F includes being able to detect at least one of the finger vein finger and the finger vein fingerprint.

상기 트랜스듀서(10)는 우수한 압전 특성을 가지는 다중 동작 주파수를 가지므로, 상기 신호처리유닛(20)은 50 마이크로미터 급과 같이 초미세 선폭을 가지는 임의 형상을 3차원으로 이미징할 수 있다. 또한, 상기 트랜스듀서(10)는 상기 단위압전셀(13)을 통해 병렬로 초음파를 송수신할 수 있으므로, 상기 신호처리유닛(20)은 깊이 있는 임의 3차원 형상을 이미징할 수 있다.Since the transducer 10 has multiple operating frequencies having excellent piezoelectric characteristics, the signal processing unit 20 can image an arbitrary shape having an ultra fine line width, such as 50 micrometers, in three dimensions. In addition, since the transducer 10 can transmit and receive ultrasonic waves in parallel through the unit piezoelectric cell 13, the signal processing unit 20 can image an arbitrary depth three-dimensional shape.

일예로, 상기 트랜스듀서(10)에서 출력되는 초음파의 주파수가 제1주파수를 나타내도록 상기 신호처리유닛(20)이 상기 구동신호를 제어하면, 손가락(F)의 첫째 마디 또는 둘째 마디가 감지됨에 따라 상기 신호처리유닛(20)은 손가락(F)의 지문과 지정맥 중 적어도 어느 하나를 감지할 수 있다. 상기 구동신호는 저주파 영역의 초음파를 발생시켜 초음파의 침투율을 높이고, 상기 손가락(F)의 지정맥 감지를 원활하게 할 수 있다.For example, when the signal processing unit 20 controls the driving signal so that the frequency of the ultrasonic wave output from the transducer 10 represents the first frequency, the first node or the second node of the finger F is detected. Accordingly, the signal processing unit 20 may detect at least one of a finger F and a finger vein. The driving signal generates ultrasonic waves in a low-frequency region to increase the penetration rate of ultrasonic waves and to smoothly detect finger vein of the finger F.

다른 예로, 상기 트랜스듀서(10)에서 출력되는 초음파의 주파수가 상기 제1주파수보다 큰 제2주파수를 나타내도록 상기 신호처리유닛(20)이 상기 구동신호를 제어하면, 손가락(F)의 첫째 마디가 감지됨에 따라 상기 신호처리유닛(20)은 손가락(F)의 지문을 감지할 수 있다. 상기 구동신호는 고주파 영역의 초음파를 발생시켜 초음파의 침투율을 상대적으로 낮추고, 상기 손가락(F)의 지문 감지를 원활하게 할 수 있다. 저주파 영역의 초음파는 고주파 영역의 초음파에 비해 상대적으로 초음파의 파워 또는 초음파의 에너지가 크다고 볼 수 있다.As another example, when the signal processing unit 20 controls the driving signal so that the frequency of the ultrasonic wave output from the transducer 10 is greater than the first frequency, the first node of the finger F As is detected, the signal processing unit 20 may detect the fingerprint of the finger F. The driving signal generates ultrasonic waves in a high-frequency region to relatively lower the penetration rate of ultrasonic waves and facilitate fingerprint detection of the finger F. It can be seen that ultrasonic waves in the low-frequency region have relatively greater power or ultrasonic energy than ultrasonic waves in the high-frequency region.

여기서, 상기 신호처리유닛(20)이 상기 구동신호를 제어하여 상기 트랜스듀서(10)에서 초음파가 출력되면, 상기 신호처리유닛(20)은 상기 트랜드듀서(10)에서 수신되는 초음파에 대한 수신정보를 합성하여 손가락(F)의 지문과 지정맥 중 적어도 어느 하나에 대한 3차원 이미지를 구현할 수 있다.Here, when the signal processing unit 20 controls the driving signal to output ultrasonic waves from the transducer 10, the signal processing unit 20 receives information on ultrasonic waves received from the transducer 10. By synthesizing, a 3D image of at least one of a finger F and a finger vein may be implemented.

상기 신호처리유닛(20)은 상기 단위압전셀(13)에 접속되어 상기 단위압전셀(13)에서 초음파가 출력되도록 상기 단위압전셀(13)에 구동신호를 인가하는 초음파구동부(21)와, 상기 단위압전셀(13)에 접속되어 상기 단위압전셀(13)에서 수신되는 초음파를 처리하는 초음파처리부(22)와, 초음파처리부(22)의 신호 중 조건에 맞는 특정신호를 선택하여 출력하는 다중화논리부(23)와, 상기 다중화논리부(23)에서 출력되는 신호를 변환하는 신호변환부(24)를 포함할 수 있다. 상기 초음파처리부(22)는 수신되는 초음파를 원래 상태로 복구하는 기능을 포함하여 수신되는 초음파를 처리할 수 있다.The signal processing unit 20 is connected to the unit piezoelectric cell 13 and the ultrasonic driving unit 21 for applying a driving signal to the unit piezoelectric cell 13 so that the ultrasonic output from the unit piezoelectric cell 13, Multiplexed by being connected to the unit piezoelectric cell 13 and processing an ultrasonic wave received from the unit piezoelectric cell 13 and a specific signal that satisfies a condition among the signals of the ultrasonic processing unit 22 and outputting it It may include a logic unit 23, and a signal conversion unit 24 for converting a signal output from the multiplexing logic unit 23. The ultrasonic processing unit 22 may process the received ultrasonic wave, including a function of restoring the received ultrasonic wave to its original state.

상기 초음파처리부(22)는 수신되는 초음파 신호를 모니터링하여 수신되는 초음파 신호에서 지문 또는 지정맥에 대한 신호를 추출하여 수신되는 초음파 신호를 보정할 수 있다.The ultrasonic processor 22 may monitor the received ultrasonic signal and extract the signal for the fingerprint or finger vein from the received ultrasonic signal to correct the received ultrasonic signal.

좀더 자세하게, 상기 손가락(F)은 표피와 진피로 구성되고, 지정맥의 경우, 피하조직 내에 위치하게 된다. 여기서, 상기 트랜스듀서(10)는 2차원 평면에 단위압전셀(13)이 종횡으로 배열된 상태를 나타낸다.In more detail, the finger F is composed of the epidermis and the dermis, and in the case of a finger vein, it is located in the subcutaneous tissue. Here, the transducer 10 represents a state in which the unit piezoelectric cells 13 are arranged in a vertical and horizontal direction on a two-dimensional plane.

그리고 상기 트랜스듀서(10)는 상기 손가락(F)에 초음파 신호를 송신하고, 상기 손가락(F)으로부터 반사되는 초음파 신호를 수신한다. 이때, 지문의 골(valley) 부분에서는 공기층으로 인하여 수신되는 초음파 신호에는 공기층, 표피, 진피, 지정맥에서 반사되는 초음파 신호가 일정 시간 지연되어 순차적으로 수신되고, 지문의 산(ridge) 부분에서는 진피, 지정맥에서 반사되는 초음파 신호가 일정 시간 지연되어 순차적으로 수신된다. 그러면, 수신되는 초음파 신호들을 지연과 합(delay and sum) 방식을 이용하여 이미지 데이터를 형성할 수 있다. 이때, 지문의 골 부분으로 공기층으로 인한 신호의 왜곡이 발생하므로, 상기 초음파처리부(22)는 수신되는 초음파 신호에서 지문의 골과 산에 대한 정보 및 지정맥에 대한 정보를 분리하여 추출함으로써, 수신되는 초음파 신호를 보정할 수 있고, 추출된 정보를 바탕으로 3차원 이미지를 용이하게 형성할 수 있다.And the transducer 10 transmits an ultrasonic signal to the finger F, and receives an ultrasonic signal reflected from the finger F. At this time, in the valley portion of the fingerprint, ultrasonic signals reflected from the air layer, the epidermis, the dermis, and the veins are delayed for a certain time and sequentially received in the ultrasonic signal received due to the air layer, and the dermis in the ridge portion of the fingerprint. , The ultrasonic signal reflected from the finger vein is sequentially received with a delay of a certain time. Then, the received ultrasound signals may form image data using a delay and sum method. At this time, since the distortion of the signal due to the air layer occurs in the bone portion of the fingerprint, the ultrasonic processing unit 22 receives information by separating and extracting information about the bone and acid of the fingerprint and information about the finger vein from the received ultrasonic signal. The ultrasonic signal can be corrected, and a 3D image can be easily formed based on the extracted information.

상기 신호변환부(24)는 상기 다중화논리부(23)에서 출력되는 2차원 아날로그 신호를 2차원 디지털 신호로 변환할 수 있다.The signal conversion unit 24 may convert a 2D analog signal output from the multiplexing logic unit 23 into a 2D digital signal.

또한, 상기 신호처리유닛(20)은 초음파의 주파수가 조절되도록 상기 초음파구동부(21)에서 인가되는 상기 구동신호를 제어하고, 제어된 상기 구동신호에 대응하여 상기 초음파처리부(22)와 상기 다중화논리부(23)와 상기 신호변환부(24)의 동작을 제어하는 신호처리제어부(25)를 더 포함할 수 있다. 일예로, 상기 신호처리제어부(25)는 상기 신호처리유닛(20)에 포함되는 에이직(ASIC, Application Specific Integrated Circuit) 반도체를 제어할 수 있다.In addition, the signal processing unit 20 controls the driving signal applied from the ultrasonic driving unit 21 so that the frequency of ultrasonic waves is adjusted, and the multiplexing logic with the ultrasonic processing unit 22 in response to the controlled driving signal A signal processing control unit 25 for controlling the operation of the unit 23 and the signal conversion unit 24 may be further included. For example, the signal processing control unit 25 may control an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) semiconductor included in the signal processing unit 20.

이때, 상기 신호처리제어부(25)는 상기 구동신호에 대응하여 초음파를 출력하기 위해 상기 단위압전셀(13)의 구동패턴을 형성하고, 상기 구동신호에 대응하여 초음파를 수신하기 위해 상기 단위압전셀(13)의 수신패턴을 형성한다. 여기서, 상기 구동패턴에 대응되는 단위압전셀(13)은 상기 수신패턴에 대응되는 단위압전셀(13)과 겹치지 않도록 함으로써, 상기 단위압전셀(13)에서의 신호 중첩을 방지하고, 신호 간섭을 최대한 줄여 상기 단위압전셀(13)에서 정확도 높은 신호를 송수신할 수 있도록 한다.At this time, the signal processing control unit 25 forms a driving pattern of the unit piezoelectric cell 13 to output ultrasound in response to the driving signal, and the unit piezoelectric cell to receive ultrasound in response to the driving signal The receiving pattern of (13) is formed. Here, the unit piezoelectric cell 13 corresponding to the driving pattern does not overlap with the unit piezoelectric cell 13 corresponding to the reception pattern, thereby preventing signal overlap in the unit piezoelectric cell 13 and preventing signal interference. As much as possible, the unit piezoelectric cell 13 can transmit and receive a signal with high accuracy.

상기 신호처리유닛(20)은 상기 신호변환부(24)에서 변환된 신호를 힐버트 변환시켜 변환신호를 생성하는 힐버트변환부(31)와, 상기 힐버트변환부(31)를 거쳐 생성된 변환신호를 정형화시켜 정형화신호를 생성하는 정형화부(32)와, 상기 정형화부(32)를 거쳐 생성된 정형화신호를 3차원 이미지요소로 치환하여 치환신호를 생성하는 이미지치환부(33)와, 다수의 상기 이미지치환부(33)를 거쳐 생성된 치환신호를 합성하여 3차원 신호를 생성하는 논리합성부(34)와, 상기 논리합성부(34)를 거쳐 생성된 3차원 신호를 바탕으로 최종 3차원 이미지를 획득하는 이미지획득부(35)를 포함할 수 있다.The signal processing unit 20 converts the signal generated by the Hilbert conversion unit 31 and the Hilbert conversion unit 31 to generate a converted signal by Hilbert conversion of the signal converted by the signal conversion unit 24. A shaping unit 32 for shaping to generate a shaping signal, an image replacing unit 33 for replacing the shaping signal generated through the shaping unit 32 with a 3D image element to generate a replacement signal, and a plurality of the A logic synthesis unit 34 for generating a 3D signal by synthesizing the substitution signal generated through the image replacement unit 33 and a final 3D image based on the 3D signal generated through the logic synthesis unit 34 It may include an image acquisition unit 35.

그리고 상기 이미지획득부(35)를 거쳐 획득된 최종 3차원 이미지는 상기 메인제어유닛(200)에 의해 전자기기를 제어하여 사용자를 인증하거나 전자기기에 표시될 수 있다.In addition, the final 3D image obtained through the image acquisition unit 35 may be controlled by the main control unit 200 to authenticate the user or be displayed on the electronic device.

좀더 자세하게, 본 발명의 일 실시예에서 상기 신호처리유닛(20)은 도 6에 도시된 바와 같이 제1주파수 대역 또는 제2주파수 대역을 기준으로 서로 다른 두 주파수(A, B)를 기반으로 발생되는 수신정보를 합성하여 고분해능의 3차원 이미지를 구현할 수 있다.In more detail, in one embodiment of the present invention, the signal processing unit 20 is generated based on two different frequencies (A, B) based on the first frequency band or the second frequency band as shown in FIG. High-resolution 3D images can be realized by synthesizing received information.

그러면, 상기 신호처리제어부(25)가 상기 구동신호를 제어하여 상기 트랜스듀서에서 출력되는 초음파의 주파수가 1차주파수 발신신호와, 상기 1차주파수 발신신호보다 큰 2차주파수 발신신호를 나타내면, 상기 신호처리유닛(20)은 3차원 이미지를 구현하기 위해 상기 1차주파수 발신신호에 대응하는 제1수신정보와 상기 2차주파수 발신신호에 대응하는 제2수신정보를 합성하게 된다.Then, when the signal processing control unit 25 controls the driving signal to display a primary frequency transmission signal having a frequency of ultrasonic waves output from the transducer and a secondary frequency transmission signal greater than the primary frequency transmission signal, the The signal processing unit 20 synthesizes first reception information corresponding to the primary frequency transmission signal and second reception information corresponding to the secondary frequency transmission signal to implement a 3D image.

상기 힐버트변환부(31)는 상기 제1수신정보에 대응하여 상기 신호변환부(24)에서 변환된 제1신호를 힐버트 변환시켜 제1변환신호를 생성하는 제1힐버트변환부(31a)와, 상기 제2수신정보에 대응하여 상기 신호변환부(24)에서 변환된 제2신호를 힐버트 변환시켜 제2변환신호를 생성하는 제2힐버트변환부(31b)로 구분할 수 있다.The Hilbert conversion unit 31 and the first Hilbert conversion unit (31a) for generating a first conversion signal by Hilbert conversion of the first signal converted by the signal conversion unit 24 in response to the first received information, The second signal converted by the signal conversion unit 24 in accordance with the second reception information may be classified into a second Hilbert conversion unit 31b that performs Hilbert conversion to generate a second conversion signal.

상기 정형화부(32)는 상기 제1힐버트변환부(31a)를 거쳐 생성된 제1변환신호를 정형화시켜 제1정형화신호를 생성하는 제1정형화부(32a)와, 상기 제2힐버트변환부(31b)를 거쳐 생성된 제2변환신호를 정형화시켜 제2정형화신호를 생성하는 제2정형화부(32b)로 구분할 수 있다.The shaping unit 32 is a first shaping unit 32a for shaping the first conversion signal generated through the first Hilbert conversion unit 31a to generate a first shaping signal, and the second Hilbert conversion unit ( The second conversion signal generated through 31b) can be normalized to be divided into a second shaping unit 32b that generates a second shaping signal.

상기 이미지치환부(33)는 상기 제1정형화부(32a)를 거쳐 생성된 제1정형화신호를 3차원 이미지요소로 치환하여 제1치환신호를 생성하는 제1이미지치환부(33a)와, 상기 제2정형화부(32b)를 거쳐 생성된 제2정형화신호를 3차원 이미지요소로 치환하여 제2치환신호를 생성하는 제2이미지치환부(33b)로 구분할 수 있다.The image replacement unit 33 is a first image replacement unit 33a for generating a first replacement signal by replacing the first normalization signal generated through the first normalization unit 32a with a three-dimensional image element, and The second shaping signal generated through the second shaping unit 32b may be divided into a second image replacing unit 33b that generates a second replacement signal by substituting a 3D image element.

상기 논리합성부(34)는 상기 제1이미지치환부(33a)를 거쳐 생성된 제1치환신호와 상기 제2이미지변환부(33b)를 거쳐 생성된 제2치환신호를 합성하여 3차원 디지털 신호를 생성하게 된다.The logic synthesizing unit 34 synthesizes a 3D digital signal by synthesizing a first replacement signal generated through the first image replacement unit 33a and a second replacement signal generated through the second image conversion unit 33b. Will be created.

상기 신호처리유닛(20)은 2차원으로 배열된 상기 단위압전셀(13)에 최적화된 신호 합성 기술로써, 저전력이고 고효율인 3차원 이미지 알고리즘을 구현할 수 있다. 상기 신호처리유닛(20)은 선폭 50 마이크론 또는 선폭 100 마이크론의 하이브리드 미세 패턴을 병렬로 수집하여 고속 3차원 이미징이 가능하고, 상기 트랜스듀서(10)에서 2차원으로 배열된 상기 단위압전셀(13)에 대한 구동부와 수신부를 통합 제어할 수 있다.The signal processing unit 20 is a signal synthesis technology optimized for the unit piezoelectric cells 13 arranged in two dimensions, and can implement a low power and high efficiency 3D image algorithm. The signal processing unit 20 collects hybrid micropatterns having a line width of 50 microns or a line width of 100 microns in parallel to enable high-speed three-dimensional imaging, and the unit piezoelectric cells 13 arranged in two dimensions in the transducer 10 ) Can be integrally controlled with the driver and receiver.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)에서 상기 트랜스듀서(10)는 상기 신호처리유닛(20)과 더불어 다중 동작 주파수를 가지는 하이브리드 초음파 소자 어레이를 구현할 수 있다. 그러면, 고주파수의 초음파 소자로 기존보다 우수한 50 마이크론급의 미세 선폭을 가지는 임의의 형상을 3차원 이미징할 수 있다. 또한, 병렬로 수신되는 저주파수를 통해 깊이 있는 임의 3차원 형상을 이미징하여 초음파를 이용한 이미징 기능을 활성화시키고, 3차원의 지정맥 이미징을 용이하게 구현할 수 있으며, 전자기기에서 보안성을 크게 향상시킬 수 있다.As described above, in the finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention, the transducer 10 may implement a hybrid ultrasonic element array having multiple operating frequencies together with the signal processing unit 20. Then, an arbitrary shape having a fine line width of 50 microns, which is superior to the conventional one, can be three-dimensionally imaged with a high-frequency ultrasonic element. In addition, by imaging an arbitrary three-dimensional shape in depth through a low frequency received in parallel, it activates an imaging function using ultrasound, can easily implement a three-dimensional finger vein imaging, and greatly improve security in electronic devices. have.

본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 음파제어부재(40)를 더 포함할 수 있다.The finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention may further include a sound wave control member 40.

상기 음파제어부재(40)는 상기 트랜스듀서(10)에 적층된다. 상기 음파제어부재(40)는 상기 트랜스듀서(10)에서 송수신되는 초음파 에너지가 손실없이 전달되도록 한다.The sound wave control member 40 is stacked on the transducer 10. The sound wave control member 40 allows ultrasonic energy transmitted and received from the transducer 10 to be transmitted without loss.

상기 음파제어부재(40)는 상기 단위압전셀(13)에서 송수신되는 초음파 에너지를 손실없이 전달하는 도파관 구조를 나타낼 수 있다.The sound wave control member 40 may represent a waveguide structure that transmits ultrasonic energy transmitted and received from the unit piezoelectric cell 13 without loss.

상기 음파제어부재(40)는 발생된 특정 주파수 영역의 초음파에 대하여 근접장 초음파를 흡수하고, 공진 터널링 등과 같은 특성을 이용하여 초음파 에너지를 공진시켜 투과시키는 특성을 나타낼 수 있다.The sound wave control member 40 may absorb near-field ultrasonic waves with respect to the generated ultrasonic waves in a specific frequency region, and exhibit characteristics of resonating and transmitting ultrasonic energy using characteristics such as resonance tunneling.

이에 따라 상기 음파제어부재(40)는 초음파 에너지를 손실없이 전달할 수 있고, 파장 이하의 초음파에 대해서도 이미징을 할 수 있다.Accordingly, the sound wave control member 40 can transmit ultrasonic energy without loss, and can also image ultrasonic waves of a wavelength or less.

상기 음파제어부재(40)는 Helmholtz resonator 어레이 구조, surface resonant effect in doubly negative 또는 single negative-mass metamaterials, FabryPerot (FP) resonant, Near-zero mass, 이방성 메타소재의 공진 터널링 방식 등을 사용할 수 있다.The sound wave control member 40 may use a Helmholtz resonator array structure, surface resonant effect in doubly negative or single negative-mass metamaterials, FabryPerot (FP) resonant, Near-zero mass, resonant tunneling method of anisotropic meta materials, and the like.

상기 음파제어부재(40)에는 상기 트랜스듀서(10)와 마주보는 일측면에 함몰 형성되는 제1신호전달홈(41)과, 일측면과 대향되는 타측면에 함몰 형성되는 제2신호전달홈(42)과, 상기 제1신호전달홈(41)과 상기 제2신호전달홈(42)을 연결하는 연결라인(43)이 포함된다. 그러면, 상기 음파제어부재(40)의 일측면에는 상기 제1신호전달홈(41)이 함몰 형성되고, 상기 음파제어부재(40)의 타측면에는 상기 제2신호전달홈(42)이 함몰 형성된다.The sound wave control member 40 includes a first signal transmission groove 41 that is recessed on one side facing the transducer 10, and a second signal transmission groove that is recessed on the other side opposite to one side ( 42) and a connection line 43 connecting the first signal transmission groove 41 and the second signal transmission groove 42. Then, the first signal transmission groove 41 is recessed on one side of the sound wave control member 40, and the second signal transmission groove 42 is recessed on the other side of the sound wave control member 40. do.

이때, 상기 음파제어부재(40)에는 제어정합부재(45)가 내부에 충진되도록 한다. 다른 표현으로, 상기 제1신호전달홈(41)과 상기 제2신호전달홈(42)과 상기 연결라인(43)에는 상기 트랜스듀서(10)와 상기 손가락(F) 사이의 음향 임피던스를 매칭시키는 제어정합부재(45)가 충진된다.At this time, the sound wave control member 40 has a control matching member 45 to be filled therein. In other words, the acoustic impedance between the transducer 10 and the finger F is matched to the first signal transmission groove 41 and the second signal transmission groove 42 and the connection line 43. The control mating member 45 is filled.

상기 제어정합부재(45)는 상기 음파제어부재(40)가 액체 내에서 작동할 때 사용될 수 있다. 다른 표현으로, 상기 제어정합부재(45)는 상기 트랜스듀서(10)에서 송수신되는 초음파의 에너지 손실을 실질적으로 방지하기 위해 손가락(F)의 음향 임피던스 또는 손가락 내 혈액 또는 조직의 음향 임피던스와 실질적으로 동일한 음향 임피던스를 갖도록 한다.The control matching member 45 may be used when the sound wave control member 40 operates in a liquid. In other words, the control matching member 45 is substantially the acoustic impedance of the finger (F) or the acoustic impedance of blood or tissue in the finger to substantially prevent energy loss of ultrasonic waves transmitted and received from the transducer (10). Try to have the same acoustic impedance.

상기 제어정합부재(45)는 상기 음파제어부재(40)에서 초음파의 투과율을 증대시킬 수 있다.The control matching member 45 may increase the transmittance of ultrasonic waves in the sound wave control member 40.

본 발명의 일 실시예에서 상기 제1신호전달홈(41)과 상기 제2신호전달홈(42)은 상호 동일한 직경을 나타내고, 상기 제1신호전달홈(41)은 상기 연결라인(43)의 직경보다 크게 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first signal transmission groove 41 and the second signal transmission groove 42 have the same diameter as each other, and the first signal transmission groove 41 is the connection line 43 of the It can be formed larger than the diameter.

또한, 상기 음파제어부재(40)에는 상기 연결라인(43)과 직경이 다른 크기로 상기 연결라인(43) 상에 형성되는 버퍼공간(44)이 더 포함될 수 있다. 일예로, 상기 버퍼공간(44)은 상기 연결라인(43)의 직경보다 큰 직경을 가질 수 있다. 상기 버퍼공간(44)에는 상기 제어정합부재(45)가 충진되도록 한다.In addition, the sound wave control member 40 may further include a buffer space 44 formed on the connection line 43 having a different diameter from the connection line 43. For example, the buffer space 44 may have a larger diameter than the diameter of the connecting line 43. The control unit 45 is filled in the buffer space 44.

상기 음파제어부재(40)는 MEMS 공정, NEMS 공정, 3D Printing 공정, 나노 임프린팅 공정, 사출 공정 등에서 선택되는 적어도 하나에 의해 제조될 수 있다.The sound wave control member 40 may be manufactured by at least one selected from a MEMS process, a NEMS process, a 3D printing process, a nano-imprinting process, and an injection process.

본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 상기 손가락(F)이 접촉되도록 상기 음파제어부재(40)에 적층되는 접촉부재(50)를 더 포함할 수 있다.The finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention may further include a contact member 50 stacked on the sound wave control member 40 so that the finger F contacts.

상기 접촉부재(50)는 상기 손가락(F)이 접촉된다. 상기 접촉부재(50)는 유리, 알루미늄, 사파이어, 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다. 상기 접촉부재(50)는 초음파를 손가락(F)으로 전달하고, 손가락(F)으로부터 되돌아오는 초음파를 상기 트랜스듀서(10) 측으로 전달한다.The finger F is in contact with the contact member 50. The contact member 50 may be made of glass, aluminum, sapphire, plastic, or the like. The contact member 50 transmits ultrasonic waves to the finger F, and transmits ultrasonic waves returning from the finger F to the transducer 10 side.

상기 접촉부재(50)는 전자기기에 구비되는 터치스크린 장치 또는 화면을 출력하기 위한 디스플레이 장치와 일체로 형성될 수 있다. 상기 접촉부재(50)는 터치스크린 장치 또는 디스플레이 장치의 전면에 부착되는 커버로 이용될 수 있다.The contact member 50 may be integrally formed with a touch screen device provided in an electronic device or a display device for outputting a screen. The contact member 50 may be used as a cover attached to the front of a touch screen device or a display device.

본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 상기 음파제어부재(40)와 상기 접촉부재(50) 사이에 적층 지지되는 전달정합부재(60)를 더 포함할 수 있다. 상기 접촉부재(50)와 상기 전달정합부재(60)는 상기 트랜스듀서(10)와 상기 손가락(F) 사이의 음향 임피던스를 매칭시킨다.The finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention may further include a transfer matching member 60 stacked and supported between the sound wave control member 40 and the contact member 50. The contact member 50 and the transfer matching member 60 match the acoustic impedance between the transducer 10 and the finger F.

일예로, 상기 전달정합부재(60)는 상기 음파제어부재(40)와 상기 접촉부재(50) 사이에서 상기 제2신호전달홈(42)을 통한 초음파의 전달을 용이하게 할 수 있다. 좀더 자세하게, 상기 제어정합부재(45)와 상기 접촉부재(50) 사이의 공기층이 형성되는 것을 방지하고, 초음파의 전달을 용이하게 할 수 있다.For example, the transmission matching member 60 may facilitate transmission of ultrasound waves through the second signal transmission groove 42 between the sound wave control member 40 and the contact member 50. In more detail, it is possible to prevent the air layer between the control mating member 45 and the contact member 50 from being formed, and to facilitate the transmission of ultrasonic waves.

다른 예로, 상기 전달정합부재(60)는 상기 음파제어부재(40)와 상기 접촉부재(50)를 상호 접합시킬 수 있다.As another example, the transmission matching member 60 may connect the sound wave control member 40 and the contact member 50 to each other.

지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)의 동작에 대하여 설명한다.Hereinafter, an operation of the finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 상기 신호처리유닛(20)과 상기 트랜스듀서(10)와 상기 음파제어부재(40)와 상기 접촉부재(50)가 순차적으로 적층 고정된다. 이때, 상기 음파제어부재(40)에는 상기 제어정합부재(45)가 충진된다.In the finger biometric information recognition module 100 according to an embodiment of the present invention, the signal processing unit 20, the transducer 10, the sound wave control member 40, and the contact member 50 are sequentially stacked. Is fixed. At this time, the sound wave control member 40 is filled with the control matching member 45.

상기 손가락(F)의 지정맥 패턴에 대하여 혈관의 사이즈가 200 마이크론 내지 1000 마이크론 이고, 상기 손가락(F)의 지문 패턴에 대하여 인접한 골과 마루의 주기는 약 200 마이크론 내지 300 마이크론 이므로, 패턴 이미지 분해능은 약 50 마이크론이 필요하다. 여기서, 상기 무기압전재료에 대한 임피던스는 약 30 Mrayl 이지만, 상기 유기압전재료는 상기 손가락(F)의 임피던스(약 1.5 Mrayl)와 유사한 임피던스 특성을 가지므로, 별도의 정합부재를 생략하더라도 상기 트랜스듀서(10)에서 초음파의 송수신 특성을 유지시킬 수 있다.Since the size of blood vessels is 200 microns to 1000 microns with respect to the finger vein pattern of the finger F, and the period of adjacent bones and floors with respect to the fingerprint pattern of the finger F is about 200 microns to 300 microns, pattern image resolution Needs about 50 microns. Here, the impedance for the inorganic piezoelectric material is about 30 Mrayl, but the organic piezoelectric material has an impedance characteristic similar to that of the finger F (about 1.5 Mrayl), so even if a separate mating member is omitted, the transducer In (10), the transmission / reception characteristics of ultrasonic waves can be maintained.

그러면, 상기 트랜스듀서(10)는 임피던스(물체의 밀도와 물체의 음파전파속도) 특성에 의해 결정되는 투과파와 손가락(F)으로부터 되돌아오는 반향파의 크기를 이용하여 측정하게 된다. Then, the transducer 10 is measured using the magnitude of the reflected wave returned from the finger F and the transmitted wave determined by the impedance (density of the object and the sound wave propagation velocity of the object).

상기 트랜스듀서(10)에서 발생되는 초음파 및 손가락(F)으로부터 되돌아오는 반향파는 상기 음파제어부재(40)를 통과하면서 공진에 의해 거의 100%(90% 내지 100% 또는 95% 내지 100%)가 투과되는 주파수를 갖게 된다.The ultrasonic waves generated from the transducer 10 and the reflected waves returning from the finger F are almost 100% (90% to 100% or 95% to 100%) due to resonance while passing through the sound wave control member 40. It has a transmitted frequency.

또한, 상기 트랜스듀서(10)에 입력되는 반향파에서의 시간 지연값 또는 상기 신호처리유닛(20)을 통한 반향파의 변환을 이용하여 3차원 이미지를 구현할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 소멸파가 상기 음파제어부재(40)를 통과하면서 초음파 에너지의 손실없이 상기 트랜스듀서(10)에 전달됨으로써, 3차원 이미지 구현을 용이하게 할 수 있다.In addition, a three-dimensional image may be implemented by using a time delay value in the echo wave input to the transducer 10 or the conversion of the echo wave through the signal processing unit 20. In one embodiment of the present invention, the extinction wave passes through the sound wave control member 40 and is transmitted to the transducer 10 without loss of ultrasonic energy, thereby facilitating a three-dimensional image.

상술한 설명에 기초하여 상기 변환제어유닛(300)은 상기 신호처리유닛(20)에서 감지된 신호를 상기 메인제어유닛(200)에 전달한다. 상기 변환제어유닛(300)은 상기 신호변환부(24)에서 변환된 신호를 전자기기에서 출력이 가능한 출력신호로 변환하여 상기 메인제어유닛(200)에 전달할 수 있다.Based on the above description, the conversion control unit 300 transmits the signal detected by the signal processing unit 20 to the main control unit 200. The conversion control unit 300 may convert the signal converted by the signal conversion unit 24 into an output signal that can be output from an electronic device and transmit the converted signal to the main control unit 200.

상기 변환제어유닛(300)은 플립칩 본딩 또는 타공된 비아홀에 형성되는 전극을 통해 상기 신호처리유닛(20)과 상기 메인제어유닛(200)에 각각 접속될 수 있다.The conversion control unit 300 may be respectively connected to the signal processing unit 20 and the main control unit 200 through electrodes formed in flip chip bonding or perforated via holes.

도시되지 않았지만, 상기 변환제어유닛(300)은 상기 신호처리유닛(20)을 대신하여 서로 다른 두 주파수 영역(A, B)에 대한 수신정보를 합성하여 고분해능의 3차원 이미지를 구현할 수 있다. 이에 따라 상기 변환제어유닛(300)은 상기 신호처리유닛(20)을 대신하여 상기 힐버트변환부(31)와, 상기 정형화부(32)와, 상기 이미지치환부(33)와, 상기 논리합성부(34)와, 이미지획득부(35)를 포함할 수 있다. Although not shown, the conversion control unit 300 may synthesize received information for two different frequency domains A and B on behalf of the signal processing unit 20 to implement a high-resolution 3D image. Accordingly, the conversion control unit 300 replaces the signal processing unit 20, the Hilbert conversion unit 31, the shaping unit 32, the image replacement unit 33, the logic synthesis unit ( 34) and an image acquisition unit 35.

그리고 상기 이미지획득부(35)를 거쳐 획득된 최종 3차원 신호는 상기 메인제어유닛(200)에 의해 전자기기를 제어하여 사용자를 인증하거나 전자기기에 표시될 수 있다.In addition, the final 3D signal obtained through the image acquisition unit 35 may be controlled by the main control unit 200 to authenticate the user or be displayed on the electronic device.

이에 따라 상기 변환제어유닛(300)도 2차원으로 배열된 상기 단위압전셀(13)에 최적화된 신호 합성 기술로써, 저전력이고 고효율인 3차원 이미지 알고리즘을 구현할 수 있다.Accordingly, the conversion control unit 300 is also a signal synthesis technology optimized for the unit piezoelectric cells 13 arranged in two dimensions, and it is possible to implement a low-power and high-efficiency three-dimensional image algorithm.

지금부터는 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)에 대하여 설명한다.Hereinafter, the finger biometric information recognition module 100 according to another embodiment of the present invention will be described.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈을 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈을 도시한 분해도이며, 도 9와 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 결합 상태를 도시한 단면도이다.Figure 7 is a perspective view showing a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention, Figure 8 is an exploded view showing a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention, Figures 9 and 10 It is a cross-sectional view showing a combined state of a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 6 및 도 7 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 접촉되는 손가락(F)으로부터 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나가 포함된 생체정보를 인식하기 위한 손가락 생체정보 인식모듈로써, 상기 손가락(F)을 향해 초음파를 출력하고 상기 손가락(F)에서 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 트랜스듀서(10)와, 상기 트랜스듀서(10)가 초음파를 출력하도록 하고 상기 트랜스듀서(10)와 전기적으로 접속되어 수신되는 초음파에 따라 상기 손가락(F)의 생체정보를 감지하는 신호처리유닛(20)을 포함하고, 송수신되는 초음파가 손실없이 전달되도록 상기 트랜스듀서(10)에 적층되는 음파제어부재(40)를 더 포함할 수 있다.1 to 6 and 7 to 10, the finger biometric information recognition module 100 according to another embodiment of the present invention includes at least one of a finger vein and a fingerprint from a contacted finger F A finger biometric information recognition module for recognizing biometric information, the transducer 10 outputting ultrasonic waves toward the finger F and receiving ultrasonic waves reflected and returned from the finger F, and the transducer 10 ) Includes a signal processing unit 20 that outputs ultrasound and is electrically connected to the transducer 10 and detects bio-information of the finger F according to the received ultrasound. A sound wave control member 40 stacked on the transducer 10 to be transmitted may be further included.

본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 신호처리유닛(20)과 상기 음파제어부재(40)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 신호처리유닛(20)과 상기 음파제어부재(40)와 동일한 구성으로 이에 대한 설명은 생략한다.The signal processing unit 20 and the sound wave control member 40 according to another embodiment of the present invention have the same configuration as the signal processing unit 20 and the sound wave control member 40 according to an embodiment of the present invention Therefore, the description thereof will be omitted.

이때, 상기 트랜스듀서(10)는 상기 손가락(F)을 향해 초음파를 출력하는 플레이트 형상의 압전플레이트(16)를 포함할 수 있다. 상기 압전플레이트(16)는 질화알루미늄(AlN, Aluminium nitride) 또는 티탄산 지르콘산 연(PZT, PbZrTiO3)을 포함할 수 있다.At this time, the transducer 10 may include a plate-shaped piezoelectric plate 16 that outputs ultrasonic waves toward the finger F. The piezoelectric plate 16 may include aluminum nitride (AlN) or lead zirconate titanate (PZT, PbZrTiO3).

상기 트랜스듀서(10)는 상기 압전플레이트(16)의 일측면에 전기적으로 접속되는 하부전극(11)과, 상기 압전플레이트(16)의 타측면에 전기적으로 접속되는 상부전극(15)을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서 상기 하부전극(11)은 단위셀에 대응하여 2차원 평면에서 종횡으로 분리 배열된 상태로 상기 압전플레이트(16)에 접속되고, 상기 상부전극(15)은 플레이트 형태로 상기 압전플레이트에 접속된다.The transducer 10 further includes a lower electrode 11 electrically connected to one side of the piezoelectric plate 16 and an upper electrode 15 electrically connected to the other side of the piezoelectric plate 16. can do. In another embodiment of the present invention, the lower electrode 11 is connected to the piezoelectric plate 16 in a state arranged vertically and horizontally in a two-dimensional plane corresponding to a unit cell, and the upper electrode 15 is in the form of a plate. It is connected to the piezoelectric plate.

본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 상기 트랜스듀서(10)와 상기 음파제어부재(40) 사이에서 초음파가 전달되도록 상기 트랜스듀서(10)와 상기 음파제어부재(40) 사이에 삽입 적층되는 초음파전달부재(70)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 초음파전달부재(70)에는 지지부(71)가 적층 지지될 수 있다. 상기 지지부(71)는 상기 트랜스듀서(10)와 상기 초음파전달부재(70) 사이의 결합력을 향상시키고, 상기 초음파전달부재(70)에서 상기 트랜스듀서(10)를 안정적으로 지지할 수 있다.Finger biometric information recognition module 100 according to another embodiment of the present invention is the transducer 10 and the sound wave control member 40 so that ultrasound is transmitted between the transducer 10 and the sound wave control member 40 ) It may further include an ultrasonic transmission member 70 that is inserted and stacked between. Here, a support portion 71 may be stacked and supported on the ultrasonic transmission member 70. The support part 71 may improve the bonding force between the transducer 10 and the ultrasonic transmission member 70 and stably support the transducer 10 in the ultrasonic transmission member 70.

상기 초음파전달부재(70)에는 단위셀 또는 상기 압전플레이트(16)에 대응하여 초음파가 전달되는 전달홀이 관통 형성될 수 있다. 그러면, 상기 초음파전달부재(70)는 상기 압전플레이트(16)에서 송수신되는 초음파 에너지를 손실없이 전달하는 도파관 구조를 나타낼 수 있다. 상기 초음파전달부재(70)는 발생된 특정 주파수 영역의 초음파에 대하여 근접장 초음파를 흡수하고, 공진 터널링 등과 같은 특성을 이용하여 초음파 에너지를 공진시켜 투과시키는 특성을 나타낼 수 있다.A transmission hole through which ultrasonic waves are transmitted may be formed in the ultrasonic transmission member 70 in correspondence with the unit cell or the piezoelectric plate 16. Then, the ultrasonic transmission member 70 may represent a waveguide structure that transmits ultrasonic energy transmitted and received from the piezoelectric plate 16 without loss. The ultrasonic transmission member 70 absorbs near-field ultrasonic waves with respect to the generated ultrasonic waves in a specific frequency region, and may exhibit characteristics of resonating and transmitting ultrasonic energy using characteristics such as resonance tunneling.

이때, 상기 초음파전달부재(70)에 관통 형성된 홀에는 임피던스층(72)이 충진됨으로써, 상기 손가락(F)과 상기 트랜스듀서(10) 사이의 음향 임피던스 차이를 줄이고, 상기 손가락(F)과 상기 트랜스듀서(10) 사이의 음향 임피던스를 매칭시킬 수 있다.At this time, the hole formed through the ultrasonic transmission member 70 is filled with an impedance layer 72 to reduce the difference in acoustic impedance between the finger F and the transducer 10, and the finger F and the The acoustic impedance between the transducers 10 can be matched.

본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)은 초음파가 상기 신호처리유닛(20)으로 전달되는 것을 방지하도록 상기 트랜스듀서(10)와 상기 신호처리유닛(40) 사이에 진공 상태의 공간을 형성하기 위한 포스트부재(80)를 더 포함할 수 있다. 상기 포스트부재(80)는 접착부(81)를 매개로 상기 신호처리유닛(20)에 적층 고정될 수 있다. 상기 접착부(81)는 전기 전달을 위해 전도성을 나타낼 수 있지만, 전도성이 아니어도 무방하다.The finger biometric information recognition module 100 according to another embodiment of the present invention is in a vacuum state between the transducer 10 and the signal processing unit 40 to prevent ultrasonic waves from being transmitted to the signal processing unit 20. It may further include a post member 80 for forming a space of. The post member 80 may be laminated and fixed to the signal processing unit 20 via an adhesive portion 81. The adhesive portion 81 may exhibit conductivity for electric transmission, but may be non-conductive.

여기서, 상기 포스트부재(80)에는 단위셀 또는 상기 압전플레이트(16)에 대응하여 공간부(82)가 관통 형성된다. 상기 트랜스듀서(10)와 상기 포스트부재(80)와 상기 신호처리유닛(20)이 적층 결합될 때, 상기 공간부(82)는 진공 상태를 형성함으로써, 상기 트랜스듀서(10)에서 발생하는 초음파 또는 상기 트랜스듀서(10)에 수신되는 초음파가 상기 신호처리유닛(20)으로 전달되는 것을 방지하고, 초음파 신호로부터 상기 신호처리유닛(20)을 보호할 수 있다. 이와 더불어 상기 포스트부재(80)와 상기 접착부(81)는 초음파가 상기 신호처리유닛(20)에 전달되는 것을 방지하도록 완충 기능을 가질 수 있다.Here, a space portion 82 is formed through the post member 80 in correspondence with the unit cell or the piezoelectric plate 16. When the transducer 10, the post member 80 and the signal processing unit 20 are stacked and coupled, the space portion 82 forms a vacuum state, thereby generating ultrasonic waves generated in the transducer 10 Alternatively, the ultrasonic wave received by the transducer 10 may be prevented from being transmitted to the signal processing unit 20, and the signal processing unit 20 may be protected from the ultrasonic signal. In addition, the post member 80 and the adhesive portion 81 may have a buffer function to prevent ultrasonic waves from being transmitted to the signal processing unit 20.

상기 공간부(82)는 상기 포스트부재(80)의 형상에 대응하여 상기 접착부(81)에도 형성될 수 있다.The space portion 82 may also be formed on the adhesive portion 81 corresponding to the shape of the post member 80.

미설명 부호 73은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)을 제조할 때, 상기 초음파전달부재(70)를 보호하기 위한 보호층(73)이다. 상기 보호층(73)은 손가락 생체정보 인식모듈(100)을 제조하는 과정에서 상기 초음파전달부재(70)로부터 제거될 수 있다.A non-explanatory reference numeral 73 is a protective layer 73 for protecting the ultrasonic transmission member 70 when manufacturing the finger biometric information recognition module 100 according to another embodiment of the present invention. The protective layer 73 may be removed from the ultrasound transmission member 70 in the process of manufacturing the finger biometric information recognition module 100.

지금부터는 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈(100)의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a finger biometric information recognition module 100 according to another embodiment of the present invention will be described.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법을 도시한 도면이다.11 is a diagram illustrating a method of manufacturing a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈을 제조하는 방법이다.Referring to FIG. 11, a method of manufacturing a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention is a method of manufacturing a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention.

일예로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법은 상기 신호처리유닛(20)에 상기 트랜스듀서(10)와 상기 초음파전달부재(70)가 적층될 수 있다.For example, in the method of manufacturing a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention, the transducer 10 and the ultrasonic transmission member 70 may be stacked on the signal processing unit 20.

먼저, 상기 초음파전달부재(70)를 형성하기 위한 전달모재(70a)를 준비한다. 이때, 상기 전달모재(70a)의 상하면에는 상기 지지부(71)와 상기 보호층(73)이 형성될 수 있다. 상기 전달모재(70a)의 상면에 상기 지지부(71)가 형성되어도 무방하다.First, a transmission base material 70a for forming the ultrasonic transmission member 70 is prepared. At this time, the support portion 71 and the protective layer 73 may be formed on the upper and lower surfaces of the transfer base material 70a. The support portion 71 may be formed on the upper surface of the transfer base material 70a.

그리고, 상기 전달모재(70a)에 상기 상부전극(15)과 상기 압전플레이트(16)와 상기 하부전극(11)을 플레이트 형태로 적층한다. 상기 상부전극(15)과 상기 압전플레이트(16)와 상기 하부전극(11)은 상기 전달모재(70a)에 순차적으로 적층 고정되도록 한다.Then, the upper electrode 15, the piezoelectric plate 16, and the lower electrode 11 are stacked in the form of a plate on the transfer base material 70a. The upper electrode 15, the piezoelectric plate 16, and the lower electrode 11 are sequentially stacked and fixed to the transfer base material 70a.

다음으로, 단위셀에 대응하여 플레이트 형태의 상기 하부전극(11)이 분리되도록 상기 하부전극(11)을 식각한다. 상기 하부전극(11)의 식각은 다양한 형태의 습식 식각 또는 건식 식각으로 실시할 수 있다.Next, the lower electrode 11 is etched so that the lower electrode 11 in the form of a plate is separated corresponding to the unit cell. The lower electrode 11 may be etched by various types of wet etching or dry etching.

다음으로, 상기 압전플레이트(16)에 상기 상부전극(15)과의 전기적 연결을 위한 비아홀을 형성하고, 상기 상부전극(15) 및 분리된 상기 하부전극(11)에 각각 전원을 인가하기 위한 연결라인(111)을 패터닝하여 상기 트랜스듀서(10)를 형성한다.Next, a via hole for electrical connection with the upper electrode 15 is formed on the piezoelectric plate 16, and connection is made to apply power to the upper electrode 15 and the separated lower electrode 11, respectively. The transducer 10 is formed by patterning the line 111.

다음으로, 상기 신호처리유닛(20)과 상기 연결라인(111)이 전기적으로 접속되도록 상기 전달모재(70a)에 일체로 형성된 상기 트랜스듀서(10)를 상기 신호처리유닛(20)에 적층한다.Next, the transducer 10 integrally formed on the transmission base material 70a is stacked on the signal processing unit 20 so that the signal processing unit 20 and the connection line 111 are electrically connected.

여기서, 상기 신호처리유닛(20)에는 초음파가 상기 신호처리유닛(20)으로 전달되는 것을 방지하는 포스트부재(80)가 적층된다. 그리고 상기 공간부(82)가 진공 상태를 형성하기 위해 진공 분위기에서 상기 전달모재(70a)에 일체로 형성된 상기 트랜스듀서(10)를 상기 신호처리유닛(20)에 적층된 상기 포스트부재(80)에 적층하도록 한다.Here, a post member 80 is prevented from being transmitted to the signal processing unit 20 to prevent ultrasonic waves from being transmitted to the signal processing unit 20. And the post member 80 stacked on the signal processing unit 20, the transducer 10 is integrally formed in the transmission base material 70a in a vacuum atmosphere to form the vacuum portion 82 To be stacked on.

마지막으로, 상기 전달모재(70a)를 가공하여 상기 초음파전달부재(70)를 형성한다. 상기 전달모재(70a)에 상기 전달홀을 타공함은 물론 상기 보호층(73)을 제거함으로써, 상기 전달모재(70a)를 매개로 상기 초음파전달부재(70)를 형성할 수 있다.Lastly, the ultrasonic transmission member 70 is formed by processing the transmission base material 70a. The ultrasonic transmission member 70 may be formed through the transmission base material 70a by removing the protective layer 73 as well as punching the transmission hole in the transmission base material 70a.

여기에 추가하여, 상기 초음파전달부재(70)에 상기 음파제어부재(40)를 적층할 수 있다.In addition to this, the sound wave control member 40 may be stacked on the ultrasonic transmission member 70.

상술한 일련의 과정을 통해 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈을 제조할 수 있다.Through the series of processes described above, a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention may be manufactured.

다른 예로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법은 상기 신호처리유닛(20)에 상기 트랜스듀서(10)와 상기 음파제어부재(40)가 적층될 수 있다.As another example, in the method of manufacturing a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention, the transducer 10 and the sound wave control member 40 may be stacked on the signal processing unit 20.

먼저, 상기 상부전극(15)의 적층을 위한 베이스를 준비한다.First, a base for stacking the upper electrode 15 is prepared.

그리고, 상기 베이스에 상기 상부전극(15)과 상기 압전플레이트(16)와 상기 하부전극(11)을 플레이트 형태로 적층한다. 상기 상부전극(15)과 상기 압전플레이트(16)와 상기 하부전극(11)은 상기 음파제어부재(40)에 순차적으로 적층 고정되도록 한다.Then, the upper electrode 15, the piezoelectric plate 16, and the lower electrode 11 are stacked on the base in the form of a plate. The upper electrode 15, the piezoelectric plate 16, and the lower electrode 11 are sequentially stacked and fixed to the sound wave control member 40.

다음으로, 단위셀에 대응하여 플레이트 형태의 상기 하부전극(11)이 분리되도록 상기 하부전극(11)을 식각한다. 상기 하부전극(11)의 식각은 다양한 형태의 습식 식각 또는 건식 식각으로 실시할 수 있다.Next, the lower electrode 11 is etched so that the lower electrode 11 in the form of a plate is separated corresponding to the unit cell. The lower electrode 11 may be etched by various types of wet etching or dry etching.

다음으로, 상기 압전플레이트(16)에 상기 상부전극(15)과의 전기적 연결을 위한 비아홀을 형성하고, 상기 상부전극(15) 및 분리된 상기 하부전극(11)에 각각 전원을 인가하기 위한 연결라인(111)을 패터닝하여 상기 트랜스듀서(10)를 형성한다.Next, a via hole for electrical connection with the upper electrode 15 is formed on the piezoelectric plate 16, and connection is made to apply power to the upper electrode 15 and the separated lower electrode 11, respectively. The transducer 10 is formed by patterning the line 111.

다음으로, 상기 신호처리유닛(20)과 상기 연결라인(111)이 전기적으로 접속되도록 상기 트랜스듀서(10)를 상기 신호처리유닛(20)에 적층한다.Next, the transducer 10 is stacked on the signal processing unit 20 so that the signal processing unit 20 and the connection line 111 are electrically connected.

여기서, 상기 신호처리유닛(20)에는 초음파가 상기 신호처리유닛(20)으로 전달되는 것을 방지하는 포스트부재(80)가 적층된다. 그리고 상기 공간부(82)가 진공 상태를 형성하기 위해 진공 분위기에서 상기 트랜스듀서(10)를 상기 신호처리유닛(20)에 적층된 상기 포스트부재(80)에 적층함으로서, 상기 공간부(82)가 진공 상태를 형성하도록 한다.Here, a post member 80 is prevented from being transmitted to the signal processing unit 20 to prevent ultrasonic waves from being transmitted to the signal processing unit 20. In addition, the spacer 82 is stacked on the post member 80 stacked on the signal processing unit 20 in a vacuum atmosphere to form a vacuum state, so that the spacer 82 is formed. To form a vacuum.

마지막으로, 상기 트랜스듀서(10)에 상기 음파제어부재(40)를 적층시킨다.Finally, the sound wave control member 40 is stacked on the transducer 10.

상술한 일련의 과정을 통해 본 발명의 다른 실시예에 따른 손가락 생체정보 인식모듈을 제조할 수 있다.Through the series of processes described above, a finger biometric information recognition module according to another embodiment of the present invention may be manufactured.

여기서, 상기 베이스는 베이스는 별도로 준비될 수 있고, 상기 음파제어부재(40)를 상기 트랜스듀서(10)에 적층시키기 전에 상기 트랜스듀서(10)로부터 분리시킬 수 있다. Here, the base may be provided separately from the base, and may be separated from the transducer 10 before laminating the sound wave control member 40 to the transducer 10.

또한, 상기 베이스는 상기 음파제어부재(40)로 구비될 수 있다. 이때, 상기 음파제어부재(40)의 상하면에는 상기 지지부(71)와 상기 보호층(73)이 형성될 수 있다. 상기 음파제어부재(40)의 상면에 상기 지지부(71)가 형성되어도 무방하다. 그러면, 마지막 공정인 상기 트랜스듀서(10)에 상기 음파제어부재(40)를 적층시키는 공정이 생략된다.In addition, the base may be provided with the sound wave control member 40. In this case, the support portion 71 and the protective layer 73 may be formed on the upper and lower surfaces of the sound wave control member 40. The support portion 71 may be formed on the upper surface of the sound wave control member 40. Then, the process of stacking the sound wave control member 40 on the transducer 10, which is the last process, is omitted.

지금부터는 본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the transducer according to the first embodiment of the present invention will be described.

도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법을 도시한 순서도이고, 도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에서 후막제조단계의 세부 구성을 도시한 순서도이며, 도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에서 구동슬릿과 충진재의 구성에 대한 변형예를 도시한 도면이다.12 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a transducer according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 13 shows a detailed configuration of a thick film manufacturing step in the method of manufacturing a transducer according to the first embodiment of the present invention 14 is a view showing a modification of the configuration of the driving slit and the filling material in the method of manufacturing the transducer according to the first embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 6 및 도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 건식식각 기법을 이용하여 상기 단위압전셀(13)을 형성함으로써, 상기 트랜스듀서(10)를 제조하는 방법이다.1 to 6 and 12 to 14, the manufacturing method of the transducer according to the first embodiment of the present invention by forming the unit piezoelectric cell 13 using a dry etching technique, the transducer It is a method of manufacturing (10).

본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료를 혼합하여 복합압전후막(10a)을 제조하는 후막제조단계(S11)와, 상기 복합압전후막(10a)에 구획슬릿(13a)이 함몰 형성되도록 상기 후막제조단계(S11)를 거쳐 제조된 상기 복합압전후막(10a)을 식각 기법으로 재단하는 후막재단단계(S12)와, 상기 구획슬릿(13a)에 상기 충진재(14)를 충진하는 슬릿충진단계(S13)를 포함할 수 있다. 상기 슬릿충진단계(S13)에서는 상기 충진재(14)를 소결시킬 수 있다.The manufacturing method of the transducer according to the first embodiment of the present invention comprises a thick film manufacturing step (S11) of mixing the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material to produce a composite piezoelectric film (10a), and the composite piezoelectric film (10a). ) In the thick film cutting step (S12) of cutting the composite piezoelectric thick film (10a) manufactured through the thick film manufacturing step (S11) so that the partition slit (13a) is recessed, and the partition slit (13a) It may include a slit filling step (S13) for filling the filling material (14). In the slit filling step (S13), the filling material 14 may be sintered.

여기서, 상기 후막제조단계(S11)는 상기 무기압전재료에 기공을 형성한 다음, 기공이 형성된 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료를 혼합하여 상기 복합압전후막(10a)을 형성할 수 있다.Here, in the thick film manufacturing step (S11), pores may be formed in the inorganic piezoelectric material, and then the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material having pores may be mixed to form the composite piezoelectric thick film 10a.

상기 후막제조단계(S11)는 베이스에 기공(미도시)을 형성하기 위한 탬플을 적층하는 탬플적층단계와, 상기 탬플적층단계(S11a)를 거친 다음 상기 탬플에 상기 무기압전재료의 전구액을 함침시키는 전구액함침단계(S11b)와, 상기 전구액함침단계(S11b)를 거친 다음 상기 무기압전재료의 전구액을 건조시키는 건조단계(S11c)와, 상기 건조단계(S11c)를 거친 다음 건조된 상기 무기압전재료의 전구액에서 상기 탬플을 제거하는 탬플제거단계(S11d)와, 상기 탬플제거단계(S11d)를 거친 다음 건조된 상기 무기압전재료의 전구액을 결정화시키는 결정화단계(S11e)와, 상기 결정화단계(S11e)를 거친 다음 결정화된 상기 무기압전재료의 전구액에 상기 유기압전재료를 투입하는 유기재료투입단계(S11f)와, 결정화된 상기 무기압전재료의 전구액과 상기 유기압전재료를 혼합 성형하여 상기 복합압전후막(10a)을 제조하는 후막화단계(S11g)를 포함할 수 있다.In the thick film manufacturing step (S11), a template stacking step of stacking a template for forming pores (not shown) on the base, and after passing through the temple stacking step (S11a), impregnating the precursor with the precursor of the inorganic piezoelectric material The precursor solution impregnation step (S11b), and the precursor solution impregnation step (S11b), followed by a drying step (S11c) of drying the precursor solution of the inorganic piezoelectric material, and the drying step (S11c), followed by drying. A de-templing step (S11d) for removing the template from the precursor of the inorganic piezoelectric material, and a crystallization step (S11e) for crystallizing the dried precursor of the inorganic piezoelectric material after passing through the de-templing step (S11d), and After the crystallization step (S11e), an organic material input step (S11f) of introducing the organic piezoelectric material into the precursor solution of the inorganic piezoelectric material crystallized, and the precursor and the organic piezoelectric material of the crystallized inorganic piezoelectric material are mixed. castle And it may comprise a thickening step (S11g) for producing the composite piezoelectric thick film (10a).

상기 탬플제거단계(S11d)를 거침에 따라 건조된 상기 무기압전재료의 전구액은 최종 완성되는 상기 무기압전재료와 같이 기공(미도시)을 형성하여 다공질체를 형성하게 된다.The precursor solution of the inorganic piezoelectric material dried according to the step of removing the temple (S11d) forms pores (not shown) as the final completed inorganic piezoelectric material to form a porous body.

또한, 상기 유기재료투입단계(S11f)에서는 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료의 기설정된 혼합비에 따라 건조된 상기 무기압전재료의 전구액에 상기 유기압전재료를 투입하게 된다. 또한, 상기 유기재료투입단계(S11f)와 상기 후막화단계(S11g)를 거침에 따라 상기 유기압전재료는 건조된 상기 무기압전재료의 전구액의 외주면을 감싸거나, 상기 기공(미도시)에 형성될 수 있다.In addition, in the step of introducing the organic material (S11f), the organic piezoelectric material is introduced into a precursor solution of the inorganic piezoelectric material dried according to a predetermined mixing ratio of the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material. In addition, as the organic material introduction step (S11f) and the thickening step (S11g), the organic piezoelectric material wraps the outer circumferential surface of the dried precursor solution of the inorganic piezoelectric material, or is formed in the pores (not shown). Can be.

본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에서 상기 후막재단단계(S12)를 거침에 따라 상기 복합압전후막(10a)은 기저층에 다수의 단위압전셀(13)이 상호 이격된 상태로 종횡으로 배열되고, 인접한 단위압전셀(13) 사이에는 상기 구획슬릿(13a)이 형성된다. 그리고 상기 슬릿충진단계(S13)를 거친 다음에는, 상기 기저층을 제거하여 상기 트랜스듀서(10)를 최종 완성할 수 있다.In the method of manufacturing the transducer according to the first embodiment of the present invention, as the thick film cutting step (S12) is performed, the composite piezoelectric film 10a has a plurality of unit piezoelectric cells 13 spaced apart from each other on the base layer. Arranged in the vertical and horizontal, the partition slit 13a is formed between adjacent unit piezoelectric cells 13. Then, after the slit filling step (S13), the base layer may be removed to finally complete the transducer 10.

본 발명의 제1실시예에서 상기 단위압전셀(13)은 상기 기저층에서 자유단부로 갈수록 직경이 작아지도록 하여 단위 면적당 상기 단위압전셀(13)의 개수를 증가시키고, 초음파의 해상도를 향상시킬 수 있다.In the first embodiment of the present invention, the unit piezoelectric cell 13 increases the number of the unit piezoelectric cells 13 per unit area by increasing the diameter from the base layer to the free end, thereby improving the resolution of ultrasonic waves. have.

본 발명의 제1실시예에서 초음파의 해상도는 500dpi 이상으로 고해상도 초음파 트랜스듀서(10)를 구현할 수 있다.In the first embodiment of the present invention, the resolution of the ultrasonic wave is 500 dpi or more, so that the high-resolution ultrasonic transducer 10 can be implemented.

또한, 본 발명의 제1실시예 중 변형예에서는 상기 후막재단단계(S12)와 상기 슬릿충진단계(S13)는 2회 이상 순환하면서 반복함에 따라 상기 후막재단단계(S12)에서 상기 단위압전셀(13)이 탈락되는 것을 방지할 수 있다.In addition, in the modification of the first embodiment of the present invention, as the thick film cutting step (S12) and the slit filling step (S13) are repeated two or more cycles, the unit piezoelectric cell ( 13) can be prevented from falling off.

본 발명의 제1실시예 중 변형예에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 상기 후막제조단계(S11)와, 상기 단위압전셀(13)에 대응하여 1차로 상기 복합압전후막(10a)을 식각 기법으로 재단하는 제1재단단계(S12a)와, 상기 제1재단단계(S12a)에 의해 형성된 상기 구획슬릿(13a)에 상기 충진재(14)를 충진하는 제1충진단계(S13a)와, 상기 단위압전셀(13)에 대응하여 2차로 상기 복합압전후막(10a)을 식각 기법으로 재단하는 제2재단단계(S12b)와, 상기 제2재단단계(S12b)에 의해 형성된 상기 구획슬릿(13a)에 상기 충진재(14)를 충진하는 제2충진단계(S13b)를 포함하고, 부가적으로 상기 단위압전셀(13)에 대응하여 3차로 상기 복합압전후막(10a)을 식각 기법으로 재단하는 제3재단단계(S12c)와, 상기 제3재단단계(S12c)에 의해 형성된 상기 구획슬릿(13a)에 상기 충진재(14)를 충진하는 제3충진단계(S13c)를 더 포함할 수 있다.In the first embodiment of the present invention, a method of manufacturing a transducer according to a modified example primarily comprises the thick film manufacturing step (S11) and the unit piezoelectric cell 13, using the composite piezoelectric film 10a as an etching technique. A first cutting step (S12a) for cutting, a first filling step (S13a) for filling the filling material 14 in the partition slit 13a formed by the first cutting step (S12a), and the unit piezoelectric cell In response to (13), the second cutting step (S12b) of cutting the composite piezoelectric film 10a by an etching technique, and the filling material in the partition slits 13a formed by the second cutting step (S12b) (14) a second filling step (S13b) of filling, and additionally in response to the unit piezoelectric cell 13, the third cutting step of cutting the composite piezoelectric film 10a by an etching technique thirdly ( S12c) and a third filling stage for filling the filling material 14 in the partition slit 13a formed by the third cutting step (S12c). A (S13c) may further include.

여기서, 본 발명의 제1실시예 중 변형예에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 상기 제2충진단계(S13b) 또는 상기 제3충진단계(S13c)를 거친 다음, 상기 기저층을 제거하여 상기 트랜스듀서(10)를 최종 완성할 수 있다.Here, the manufacturing method of the transducer according to the modification of the first embodiment of the present invention is subjected to the second filling step (S13b) or the third filling step (S13c), and then removing the base layer to remove the transducer ( 10) can be finalized.

본 발명의 제1실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 전극형성단계(S3)를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method of the transducer according to the first embodiment of the present invention may further include an electrode forming step (S3).

상기 전극형성단계(S3)는 상기 트랜스듀서(10)에 전원을 인가하기 위해 상기 복합압전후막(10a)의 양면에 각각 상기 하부전극(11)과 상기 상부전극(15)을 형성한다.In the electrode forming step (S3), the lower electrode 11 and the upper electrode 15 are formed on both sides of the composite piezoelectric film 10a to apply power to the transducer 10, respectively.

상기 전극형성단계(S3)는 상기 복합압전후막(10a)의 일측면에 상기 하부전극(11)을 형성하는 하부전극형성단계(S31)와, 상기 복합압전후막(10a)의 타측면에 상기 상부전극(15)을 형성하는 상부전극형성단계(S32)로 구분할 수 있다.The electrode forming step (S3) is a lower electrode forming step (S31) of forming the lower electrode 11 on one side of the composite piezoelectric film 10a, and the upper side of the other side of the composite piezoelectric film 10a. It can be divided into an upper electrode forming step (S32) to form the electrode 15.

일예로, 상기 하부전극형성단계(S31)와 상기 상부전극형성단계(S32)는 각각 상기 슬릿충진단계(S13)를 거친 다음 실시될 수 있다.For example, the lower electrode forming step (S31) and the upper electrode forming step (S32) may be performed after passing through the slit filling step (S13), respectively.

다른 예로, 상기 하부전극형성단계(S31)와 상기 상부전극형성단계(S32)는 각각 상기 후막제조단계(S11)를 거친 다음 실시될 수 있다.As another example, the lower electrode forming step (S31) and the upper electrode forming step (S32) may be performed after passing through the thick film manufacturing step (S11), respectively.

또 다른 예로, 상기 하부전극형성단계(S31)와 상기 상부전극형성단계(S32) 중 어느 하나는 상기 후막제조단계(S11)를 거친 다음 실시되고, 상기 하부전극형성단계(S31)와 상기 상부전극형성단계(S32) 중 다른 하나는 상기 슬릿충진단계(S13)를 거친 다음 실시될 수 있다.As another example, one of the lower electrode forming step (S31) and the upper electrode forming step (S32) is carried out after the thick film manufacturing step (S11), and the lower electrode forming step (S31) and the upper electrode Another of the forming step (S32) may be carried out after passing through the slit filling step (S13).

본 발명의 제1실시예에 따라 제조되는 상기 트랜스듀서(10)는 완성된 상태에서 상기 신호처리유닛(20) 또는 상기 변환제어유닛(300)과 연결할 수 있다.The transducer 10 manufactured according to the first embodiment of the present invention may be connected to the signal processing unit 20 or the conversion control unit 300 in a completed state.

또한, 본 발명의 제1실시예에 따라 제조되는 상기 트랜스듀서(10)는 상기 복합압전후막(10a)을 상기 신호처리유닛(20) 또는 상기 변환제어유닛(300)에 연결한 상태에서 상기 후막재단단계(S12)와 상기 슬릿충진단계(S13)를 실시할 수 있다.In addition, the transducer 10 manufactured according to the first embodiment of the present invention has the thick film in a state in which the composite piezoelectric film 10a is connected to the signal processing unit 20 or the conversion control unit 300. The cutting step (S12) and the slit filling step (S13) may be performed.

지금부터는 본 발명의 제2실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the transducer according to the second embodiment of the present invention will be described.

도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법을 도시한 순서도이고, 도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법에서 재료이형단계에서의 성형몰드와 단위압전셀을 나타내는 도면이다.15 is a flow chart showing a method of manufacturing a transducer according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a molding mold and a unit in a material release step in the method of manufacturing a transducer according to the second embodiment of the present invention It is a diagram showing a piezoelectric cell.

도 1 내지 도 6 및 도 15와 도 16을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 마이크로몰딩 기법을 이용하여 상기 단위압전셀(13)을 형성함으로써, 상기 트랜스듀서(10)를 제조하는 방법이다.1 to 6 and 15 and 16, the method of manufacturing the transducer according to the second embodiment of the present invention by forming the unit piezoelectric cell 13 using a micro-molding technique, the transducer It is a method of manufacturing (10).

본 발명의 제2실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 재료준비단계(S21)와, 성형몰드준비단계(S22)와, 그린어레이제조단계(S25)와, 소결어레이제조단계(S26)와, 어레이이형단계(S27)와, 어레이충진단계(S28)를 포함하고, 기저층제거단계(S29)와, 전극형성단계(S3)를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method of the transducer according to the second embodiment of the present invention includes a material preparation step (S21), a molding mold preparation step (S22), a green array manufacturing step (S25), and a sintered array manufacturing step (S26), It may include an array release step (S27), an array filling step (S28), a base layer removal step (S29), and an electrode forming step (S3).

상기 재료준비단계(S21)는 상기 무기압전재료 또는 상기 유기압전재료 또는 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료를 혼합한 혼합재료를 준비한다. 상기 무기압전재료 또는 상기 유기압전재료 또는 상기 혼합재료는 액상 또는 페이스트 상태를 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 무기압전재료는 상술한 후막제조단계(S11) 중 상기 탬플적층단계(S11a) 내지 상기 결정화단계(S11e) 까지의 공정을 통해 기공(미도시)을 형성할 수 있다.In the material preparation step (S21), the inorganic piezoelectric material or the organic piezoelectric material or a mixed material obtained by mixing the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material is prepared. The inorganic piezoelectric material or the organic piezoelectric material or the mixed material may exhibit a liquid or paste state. Here, the inorganic piezoelectric material may form pores (not shown) through the steps from the temple lamination step (S11a) to the crystallization step (S11e) of the thick film production step (S11).

상기 성형몰드준비단계(S22)는 상기 단위압전셀(13)에 대응하는 셀홈(411)이 형성된 성형몰드(400)를 준비한다. 상기 성형몰드(400)는 상기 단위압전셀(13)에 대응하는 셀홈(411)이 함몰 형성되는 제1몰드(410)와, 상기 유기압전재료 또는 상기 무기압전재료 또는 상기 혼합재료가 주입되는 주입홀(421)이 관통 형성되는 제2몰드(420)를 포함한다. 상기 제1몰드(410)와 상기 제2몰드(420)는 적층 지지되고, 상기 제2몰드(420)는 상기 제1몰드(410)에 대하여 상대 운동으로 승강이 가능하다. 여기서, 상기 제1몰드(410)와 상기 제2몰드(420) 중 적어도 어느 하나에는 상기 단위압전셀(13)이 배열되는 기저층(12)을 형성하기 위한 기저홈(412)이 함몰 형성될 수 있다.In the molding mold preparation step (S22), a molding mold 400 having a cell groove 411 corresponding to the unit piezoelectric cell 13 is prepared. The molding mold 400 is a first mold 410 in which the cell groove 411 corresponding to the unit piezoelectric cell 13 is recessed, and the organic piezoelectric material or the inorganic piezoelectric material or the mixed material is injected The hole 421 includes a second mold 420 through which it is formed. The first mold 410 and the second mold 420 are stacked and supported, and the second mold 420 can be moved up and down in relative motion with respect to the first mold 410. Here, a base groove 412 for forming a base layer 12 in which the unit piezoelectric cell 13 is arranged may be recessed in at least one of the first mold 410 and the second mold 420. have.

상기 성형몰드준비단계(S22)는 상기 기저층(12)에 상기 단위압전셀(13)이 상호 이격되어 종횡으로 배열된 상태에 대응하여 단단한 재질의 마스터몰드를 준비하는 마스터준비단계(S23)와, 상기 마스터몰드를 이용하여 유연한 재질 또는 부드러운 재질의 소프트몰드를 제조하는 소프트제조단계(S24)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 소프트몰드는 상기 성형몰드(400) 중 상기 단위압전셀(13)에 대응하는 셀홈(411)이 함몰 형성되는 제1몰드(410)와 같은 형상을 나타낼 수 있다.The molding mold preparation step (S22) is a master preparation step (S23) in which the unit piezoelectric cells 13 are spaced apart from each other in the base layer 12 to prepare a master mold made of a hard material in correspondence with the vertical and horizontal arrangement. It may include a soft manufacturing step (S24) for manufacturing a soft mold of a flexible material or a soft material using the master mold. Here, the soft mold may have the same shape as the first mold 410 in which the cell groove 411 corresponding to the unit piezoelectric cell 13 is recessed among the molding mold 400.

상기 마스터몰드는 실리콘 등과 같은 단단한 재질로 이루어져 상기 단위압전셀(13)에 대응하는 돌기 형상의 제조가 용이하고, 상기 소프트몰드는 실리콘오일(PDMS, polydimethylsiloxane) 등과 같은 부드러운 재질 또는 유연한 재질로 이루어져 상기 마스터몰드에 형성된 돌기 형상에 대응하여 상기 셀홈(411)을 안정적으로 제조할 수 있다.The master mold is made of a hard material such as silicon, and thus it is easy to manufacture a protrusion shape corresponding to the unit piezoelectric cell 13, and the soft mold is made of a soft material such as silicone oil (PDMS, polydimethylsiloxane) or a flexible material. The cell groove 411 may be stably manufactured in correspondence with a protrusion shape formed in the master mold.

상기 그린어레이제조단계(S25)는 상기 성형몰드(400)에 상기 유기압전재료 또는 상기 무기압전재료 또는 상기 혼합재료를 주입하여 상기 기저층(12)에 상기 단위압전셀(13)이 형성된 그린어레이(10b)를 제조한다. 상기 그린어레이제조단계(S25)는 상기 제1몰드(410)와 상기 제2몰드(420)가 합착된 상태에서 상기 주입홀(421)에 상기 유기압전재료 또는 상기 무기압전재료 또는 상기 혼합재료를 주입하여 주입된 재료가 상기 셀홈(411) 및 상기 기저홈(412)에 충진되도록 함으로써, 그린어레이(10b)를 제조할 수 있다.In the green array manufacturing step (S25), the unit piezoelectric cell 13 is formed on the base layer 12 by injecting the organic piezoelectric material or the inorganic piezoelectric material or the mixed material into the molding mold 400 ( Prepare 10b). In the green array manufacturing step (S25), the organic piezoelectric material or the inorganic piezoelectric material or the mixed material is inserted into the injection hole 421 while the first mold 410 and the second mold 420 are bonded. By injecting the injected material to fill the cell groove 411 and the base groove 412, the green array 10b can be manufactured.

상기 소결어레이제조단계(S26)는 상기 그린어레이(10b)를 소결시켜 소결어레이를 제조한다. 상기 소결어레이제조단계(S26)는 다양한 형태의 소결 기법을 이용하여 상기 그린어레이(10b)를 소결시킬 수 있다.In the sintered array manufacturing step (S26), the green array 10b is sintered to manufacture a sintered array. The sintered array manufacturing step (S26) may sinter the green array 10b using various types of sintering techniques.

상기 어레이이형단계(S27)는 상기 그린어레이(10b) 또는 상기 소결어레이를 상기 성형몰드(400)에서 분리한다.In the array release step (S27), the green array 10b or the sintered array is separated from the molding mold 400.

상기 어레이충진단계(S27)는 상기 소결어레이에서 상호 인접한 상기 단위압전셀(13) 사이에 충진재(14)를 충진한다. 상기 충진재(14)는 소결되어 상기 단위압전셀(13)과 일체를 이루도록 한다.In the array filling step (S27), a filling material 14 is filled between the unit piezoelectric cells 13 adjacent to each other in the sintered array. The filling material 14 is sintered so as to be integral with the unit piezoelectric cell 13.

상기 기저층제거단계(S29)는 상기 소결어레이에 상기 단위압전셀(13)과 상기 충진재(14)만 남도록 상기 충진재(14)가 충진된 상기 소결어레이에서 상기 기저층을 제거한다.The base layer removing step (S29) removes the base layer from the sintered array filled with the filler 14 so that only the unit piezoelectric cell 13 and the filler 14 remain in the sintered array.

상기 전극형성단계(S3)는 상기 트랜스듀서(10)에 전원을 인가하기 위해 상기 기저층(12)이 제거된 상기 소결어레이의 양면에 각각 상기 하부전극(11)과 상기 상부전극(15)을 형성한다.In the electrode forming step (S3), the lower electrode 11 and the upper electrode 15 are formed on both sides of the sintered array where the base layer 12 is removed to apply power to the transducer 10, respectively. do.

상기 전극형성단계(S3)는 상기 기저층(12)이 제거된 상기 소결어레이의 일측면에 상기 하부전극(11)을 형성하는 하부전극형성단계(S31)와, 상기 기저층(12)이 제거된 상기 소결어레이의 타측면에 상기 상부전극(15)을 형성하는 상부전극형성단계(S32)로 구분할 수 있다.The electrode forming step (S3) is a lower electrode forming step (S31) of forming the lower electrode 11 on one side of the sintered array from which the base layer 12 is removed, and the base layer 12 is removed. It can be divided into an upper electrode forming step (S32) for forming the upper electrode 15 on the other side of the sintered array.

일예로, 상기 하부전극형성단계(S31)와 상기 상부전극형성단계(S32)는 각각 상기 기저층제거단계(S29)를 거친 다음 실시될 수 있다.For example, the lower electrode forming step (S31) and the upper electrode forming step (S32) may be performed after passing through the base layer removing step (S29), respectively.

다른 예로, 상기 하부전극형성단계(S31)와 상기 상부전극형성단계(S32)는 각각 상기 어레이충진단계(S27)를 거친 다음 실시될 수 있다.As another example, the lower electrode forming step (S31) and the upper electrode forming step (S32) may be performed after passing through the array filling step (S27), respectively.

또 다른 예로, 상기 하부전극형성단계(S31)와 상기 상부전극형성단계(S32) 중 어느 하나는 상기 어레이충진단계(S27)를 거친 다음 실시되고, 상기 하부전극형성단계(S31)와 상기 상부전극형성단계(S32) 중 다른 하나는 상기 기저층제거단계(S29)를 거친 다음 실시될 수 있다.As another example, one of the lower electrode forming step (S31) and the upper electrode forming step (S32) is performed after the array filling step (S27), and the lower electrode forming step (S31) and the upper electrode The other of the forming step (S32) may be carried out after passing through the base layer removing step (S29).

본 발명의 제2실시예에 따른 트랜스듀서의 제조방법은 상기 기저층(12)에 사기 단위압전셀(13)이 형성된 상기 소결어레이를 제조하고, 상기 소결어레이에 상기 충진재(14)를 충진시킴으로써, 상기 트랜스듀서(10)를 제조할 수 있다. 본 발명의 제2실시예에 따라 제조되는 상기 트랜스듀서(10)는 완성된 상태에서 상기 신호처리유닛(20) 또는 상기 변환제어유닛(300)과 연결할 수 있다.The manufacturing method of the transducer according to the second embodiment of the present invention is to manufacture the sintered array in which the unit piezoelectric cell 13 is formed on the base layer 12, and fill the sintered array with the filling material 14, The transducer 10 can be manufactured. The transducer 10 manufactured according to the second embodiment of the present invention may be connected to the signal processing unit 20 or the conversion control unit 300 in a completed state.

본 발명의 제2실시예에서 상기 성형몰드(400)에 형성된 상기 셀홈(411)은 입구에서 내부로 갈수록 직경이 작아지도록 하여 상기 단위압전셀(13)이 상기 기저층에서 자유단부로 갈수록 직경이 작아지도록 할 수 있다. 그러면, 단위 면적당 상기 단위압전셀(13)의 개수를 증가시키고, 초음파의 해상도를 향상시킬 수 있다.In the second embodiment of the present invention, the cell groove 411 formed in the molding mold 400 has a smaller diameter as it goes from the inlet to the inside, so that the diameter of the unit piezoelectric cell 13 goes from the base layer to the free end. You can lose. Then, the number of the unit piezoelectric cells 13 per unit area can be increased, and the resolution of ultrasonic waves can be improved.

본 발명의 제2실시예에서 초음파의 해상도는 500dpi 이상으로 고해상도 초음파 트랜스듀서(10)를 구현할 수 있다.In the second embodiment of the present invention, the resolution of the ultrasonic wave is 500 dpi or more, so that the high-resolution ultrasonic transducer 10 can be implemented.

상술한 손가락 생체정보 인식모듈과, 이것이 적용된 전자기기, 그리고 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법과 트랜스듀서의 제조방법에 따르면, 상기 트랜스듀서(10)의 특성이 변화됨으로써, 초음파를 이용하여 상기 손가락(F)의 지정맥 또는 지문과 같은 생체정보를 인식할 때, 초음파의 인식율을 높이고, 상기 손가락(F)의 생체정보 인식에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있다.According to the above-described finger biometric information recognition module, an electronic device to which it is applied, and a manufacturing method of a finger biometric information recognition module and a manufacturing method of a transducer, the characteristics of the transducer 10 are changed, so that the finger using ultrasonic waves When recognizing biometric information such as a finger vein or fingerprint of (F), the recognition rate of ultrasonic waves may be increased, and the precision for recognizing biometric information of the finger F may be improved.

또한, 상기 트랜스듀서(10)의 특성 변화를 통해 상기 트랜스듀서(10)와 상기 손가락(F) 사이의 음향 임피던스를 안정되게 매칭시키고, 별도의 정합부재 생략이 가능하다.In addition, the acoustic impedance between the transducer 10 and the finger F can be stably matched by changing the characteristics of the transducer 10, and a separate matching member can be omitted.

또한, 상기 단위압전셀(13)에서 발생되는 진동성분 중 초음파의 진행 방향에 수직인 수평성분(lateral mode)을 감소시킴은 물론 인접한 상기 단위압전셀(13) 사이의 진동 간섭(coupling)을 방지할 수 있고, 상기 단위압전셀(13)의 개별 구동 및 개별 수신이 가능하며, 상기 단위압전셀(13)에서 초음파의 발신 특성과 초음파의 수신 특성을 동시에 향상시킬 수 있다.In addition, among the vibration components generated in the unit piezoelectric cell 13, the horizontal component perpendicular to the traveling direction of the ultrasonic wave is reduced, as well as vibration interference between adjacent unit piezoelectric cells 13 is prevented. It is possible to individually drive and individually receive the unit piezoelectric cell 13, and the unit piezoelectric cell 13 can simultaneously improve the transmission characteristics of ultrasonic waves and the reception characteristics of ultrasonic waves.

또한, 상기 단위압전셀(13)에서 초음파의 구동신호와 초음파의 수신신호가 분리됨으로써, 상기 단위압전셀(13)에서 초음파의 발신 특성과 초음파의 수신 특성을 동시에 향상시킬 수 있다.In addition, the driving signal of the ultrasonic wave and the receiving signal of the ultrasonic wave are separated from the unit piezoelectric cell 13, so that the transmitting characteristics of the ultrasonic wave and the receiving characteristics of the ultrasonic wave can be improved at the same time.

또한, 상기 단위압전셀(13)에서 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료의 결합을 간편하게 하여 상기 트랜스듀서(10)의 제조를 간편하게 함은 물론, 상기 단위압전셀(13)에서 초음파의 파워 또는 초음파의 에너지 손실을 방지하고, 초음파의 피부침투율을 향상시킬 수 있다.In addition, the unit piezoelectric cell 13 simplifies the combination of the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material to simplify the manufacturing of the transducer 10, as well as the power of ultrasonic waves in the unit piezoelectric cell 13 or It is possible to prevent energy loss of ultrasonic waves and improve skin penetration rate of ultrasonic waves.

또한, 상기 트랜스듀서(10) 및 상기 음파제어부재(40)를 통해 발신되는 초음파와 수신되는 초음파가 에너지 손실없이 모두 전달됨으로써, 초음파의 송수신 감도를 향상시키고, 초음파의 투과율 및 반향파의 반사율 그리고 소멸파의 전달력을 향상시키며, 상기 트랜스듀서(10)와 상기 손가락(F) 사이의 음향 임피던스를 안정되게 매칭시키고, 별도의 정합부재를 생략할 수 있다.In addition, both the ultrasonic wave transmitted through the transducer 10 and the sound wave control member 40 and the received ultrasonic wave are transmitted without energy loss, thereby improving the transmission / reception sensitivity of the ultrasonic wave, the transmittance of the ultrasonic wave and the reflectance of the reflected wave, and The transmission power of the evanescent wave is improved, the acoustic impedance between the transducer 10 and the finger F is stably matched, and a separate matching member can be omitted.

또한, 상기 음파제어부재(40)를 통해 파장 및 진폭이 작아지는 소멸파를 상기 트랜스듀서(10)에서 안정되게 수신하여 상기 신호처리유닛(20)까지 안정되게 전달할 수 있다.In addition, through the sound wave control member 40, the extinction wave having a smaller wavelength and amplitude can be stably received from the transducer 10 and stably transmitted to the signal processing unit 20.

또한, 상기 음파제어부재(40)에서 입력되는 초음파를 진행 방향으로 안정되게 유도하고, 상기 음파제어부재(40)에서 초음파의 공진을 유도하며, 입력되는 초음파가 에너지 손실없이 모두 전달되도록 하여 상기 접촉부재(50)와 상기 신호처리유닛(20) 사이에서 초음파의 전달을 안정화시킬 수 있다.In addition, the ultrasonic wave input from the sound wave control member 40 is stably guided in the traveling direction, the ultrasonic wave is induced from the sound wave control member 40, and the ultrasonic waves input are transmitted without loss of energy, so that the contact is made. It is possible to stabilize the transmission of ultrasonic waves between the member 50 and the signal processing unit 20.

또한, 상기 음파제어부재(40)에 관통 형성되는 부분에 상기 제어정합부재(45)를 충진함으로써, 초음파의 감쇄를 방지하고, 초음파의 전달을 안정화시키고, 손가락과의 음향 임피던스를 안정적으로 매칭시킬 수 있다.In addition, by filling the control mating member 45 in a portion formed through the sound wave control member 40, the attenuation of ultrasonic waves is prevented, the transmission of ultrasonic waves is stabilized, and the acoustic impedance with a finger is stably matched. You can.

또한, 초음파의 주파수를 조절함에 따라 상기 손가락(F)에서 지정맥의 인식과 지문의 인식을 복합 사용할 수 있고, 상기 손가락(F)의 지정맥, 지문 등의 흐름을 정확하게 포착하여 상기 손가락(F)에서 지정맥 또는 지문에 대한 3차원 이미지를 구현할 수 있다.In addition, as the frequency of the ultrasound is adjusted, the finger F can recognize the finger vein and the fingerprint, and the finger F can accurately capture the flow of the finger vein, fingerprint, etc. ), A 3D image of a finger vein or fingerprint can be implemented.

또한, 전자기기에서 지문 또는 지정맥의 인식에 따른 보안성을 향상시키고, 전자기기에 내장된 개인정보를 보호할 수 있다.In addition, it is possible to improve security according to the recognition of a fingerprint or a finger vein in an electronic device and protect personal information embedded in the electronic device.

또한, 초음파 영역에서의 음향을 제어하기 위한 마이크로미터 단위의 미세 가공을 구현하고, 상기 음파제어부재(40)의 제조를 용이하게 하며, 상기 음파제어부재(40)의 구조물에 대한 강도를 향상시키며, 구조물의 지탱력 또는 버팀력을 증대시킬 수 있다.In addition, it implements micrometer-level micro-processing to control the sound in the ultrasonic region, facilitates the manufacture of the sound wave control member 40, improves the strength of the structure of the sound wave control member 40, , It can increase the supporting or supporting power of the structure.

또한, 상기 음파제어부재(40)에 형성되는 상기 제1신호전달홈(41)과 상기 제2신호전달홈(42)과 상기 연결라인(43) 사이의 센터링을 간편하게 하고, 적층 오차를 최소화하여 상기 음파제어부재(40)의 불량을 방지할 수 있다.In addition, centering between the first signal transmission groove 41 and the second signal transmission groove 42 and the connection line 43 formed in the sound wave control member 40 is simplified, and stacking errors are minimized. The failure of the sound wave control member 40 can be prevented.

또한, 상기 음파제어부재(40)의 높이를 줄일 수 있고, 손가락 생체정보 인식모듈(100)의 소형화 및 박형화에 이바지할 수 있다.In addition, the height of the sound wave control member 40 can be reduced, and it can contribute to miniaturization and thinning of the finger biometric information recognition module 100.

또한, 상기 손가락(F)에 오염물질(먼지, 땀, 잔류 화장품 등)이 있어도 지정맥 또는 지문의 이미징이 가능하고, 상기 손가락(F)이 접촉되는 상기 접촉부재(50)의 재질(유리, 알루미늄, 사파이어, 플라스틱 등)에 상관없이 상기 신호처리유닛(20)에서 지정맥 또는 지문 인식이 가능하며, 전자기기에서 손가락 생체정보 인식모듈(100)의 디자인을 용이하게 할 수 있다.In addition, even if there is a contaminant (dust, sweat, residual cosmetics, etc.) on the finger F, imaging of the finger vein or fingerprint is possible, and the material of the contact member 50 to which the finger F is contacted (glass, Regardless of aluminum, sapphire, plastic, etc.), the signal processing unit 20 can recognize a finger vein or fingerprint, and can facilitate the design of the finger biometric information recognition module 100 in an electronic device.

또한, 실제 지정맥 또는 지문에 대하여 고분해능 3차원 이미지를 획득할 수 있다. 더불어 실제 지정맥 또는 지문에 대한 특징점을 추출하여 사용자의 등록 및 인증에 활용함으로써, 전자기기의 보안성을 향상시키고, 저전력의 초음파를 기반으로 고분해능의 지정맥 인식 또는 지문 인식 기술을 구현할 수 있다.In addition, it is possible to obtain a high-resolution three-dimensional image of the actual finger vein or fingerprint. In addition, by extracting the feature points for the actual finger vein or fingerprint and using it for user registration and authentication, it is possible to improve the security of electronic devices and implement high resolution finger vein recognition or fingerprint recognition technology based on low-power ultrasound.

또한, 상기 음파제어부재(40)를 통해 상기 손가락(F)에서의 반향파 중 사라지는 소멸파가 에너지 손실없이 상기 트랜스듀서(10)에 전달되도록 하고, 상기 신호처리유닛(20)에서는 소멸파의 신호까지도 안정되게 감지하여 이미지의 분해능을 향상시키고, 종래와 동일한 초음파 소스에 있어서 종래에 비해 정밀한 이미지를 획득할 수 있고, 상기 신호처리유닛(20)의 성능을 낮출 수 있으며, 소비전력을 낮출 수 있다.In addition, through the sound wave control member 40, the vanishing wave disappearing among the echo waves in the finger F is transmitted to the transducer 10 without energy loss, and the signal processing unit 20 uses the vanishing wave. It is possible to stably detect even the signal to improve the resolution of the image, obtain a more accurate image than the prior art in the same ultrasonic source, lower the performance of the signal processing unit 20, and lower power consumption. have.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings as described above, those skilled in the art may vary the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It can be modified or changed.

F: 손가락 100: 손가락 생체정보 인식모듈 200: 메인제어유닛
300: 변환제어유닛 10: 트랜스듀서 10a: 복합압전후막
10b: 그린어레이. 11: 하부전극 111: 연결라인
12: 기저층 13: 단위압전셀 14: 구획슬릿
15: 상부전극 16: 압전플레이트 20: 신호처리유닛
21: 초음파구동부 22: 초음파처리부 23: 다중화논리부
24: 신호변환부 25: 신호처리제어부 31: 힐버트변환부
32: 정형화부 33: 이미지치환부 34: 논리합성부
35: 이미지획득부 40: 음파제어부재 41: 제1신호전달부
42: 제2신호전달부 43: 연결라인 44: 버퍼공간
45: 제어정합부재 50: 접촉부재 60: 전달정합부재
70: 초음파전달부재 70a: 전달모재 71: 지지부
72: 임피던스층 80: 포스트 81: 접착부
82: 공간부 400: 성형몰드 410: 제1몰드
411: 셀홈 412: 기저홈 420: 제2몰드
421: 주입홀 S11: 후막제조단계 S11a: 탬플적층단계
S11b: 전구액함침단계 S11c: 건조단계 S11d: 탬플제거단계
S11e: 결정화단계 S11f: 유기재료투입단계 S11g: 후막화단계
S12: 후막재단단계 S12a: 제1재단단계 S12b: 제2재단단계
S12c: 제3재단단계 S13: 슬릿충진단계 S13a: 제1충진단계
S13b: 제2충진단계 S13c: 제3충진단계 S21: 재료준비단계
S22: 성형몰드준비단계 S23: 마스터준비단계 S24: 소프트제조단계
S25: 그린어레이제조단계 S26: 소결어레이제조단계
S27: 어레이이형단계 S28: 어레이충진단계
S29: 기저층제거단계 S3: 전극형성단계
S31: 하부전극형성단계 S32: 상부전극형성단계
F: Finger 100: Finger biometric information recognition module 200: Main control unit
300: conversion control unit 10: transducer 10a: composite piezoelectric thick film
10b: Green array. 11: lower electrode 111: connection line
12: base layer 13: unit piezoelectric cell 14: compartment slit
15: upper electrode 16: piezoelectric plate 20: signal processing unit
21: ultrasonic driving unit 22: ultrasonic processing unit 23: multiplexing logic unit
24: signal conversion unit 25: signal processing control unit 31: Hilbert conversion unit
32: shaping part 33: image replacement part 34: logical synthesis part
35: image acquisition unit 40: sound wave control member 41: first signal transmission unit
42: second signal transmission unit 43: connection line 44: buffer space
45: control matching member 50: contact member 60: transmission matching member
70: ultrasonic transmission member 70a: transmission base material 71: support
72: impedance layer 80: post 81: adhesive portion
82: space 400: forming mold 410: first mold
411: Cell groove 412: Base groove 420: Second mold
421: Injection hole S11: Thick film production step S11a: Temple stacking step
S11b: Pre-impregnation step S11c: Drying step S11d: Tamper removal step
S11e: Crystallization step S11f: Organic material injection step S11g: Thickening step
S12: Thick film foundation step S12a: First foundation step S12b: Second foundation step
S12c: Third foundation step S13: Slit filling step S13a: First filling step
S13b: Second filling step S13c: Third filling step S21: Material preparation step
S22: Molding mold preparation step S23: Master preparation step S24: Soft manufacturing step
S25: Green array manufacturing step S26: Sintered array manufacturing step
S27: Array release step S28: Array filling step
S29: base layer removal step S3: electrode formation step
S31: lower electrode forming step S32: upper electrode forming step

Claims (16)

접촉되는 손가락으로부터 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나가 포함된 생체정보를 인식하기 위한 손가락 생체정보 인식모듈이고,
상기 손가락을 향해 초음파를 출력하고, 상기 손가락에서 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 트랜스듀서;
송수신되는 초음파가 손실없이 전달되도록 상기 트랜스듀서에 적층되는 음파제어부재; 및
상기 트랜스듀서가 초음파를 출력하도록 하고, 상기 트랜스듀서와 전기적으로 접속되어 수신되는 초음파에 따라 상기 손가락의 생체정보를 감지하는 신호처리유닛;을 포함하고,
상기 트랜스듀서는 2차원 평면에서 종횡으로 이격 배열되는 다수의 단위압전셀 및 상호 인접한 상기 단위압전셀 사이에 충진되는 충진재를 포함하며,
상기 음파제어부재는 상기 트랜스듀서와 마주보는 일측면에 함몰 형성되는 제1신호전달홈과, 상기 일측면과 대향되는 타측면에 함몰 형성되는 제2신호전달홈과, 상기 제1신호전달홈과 상기 제2신호전달홈을 연결하고, 상기 제1신호전달홈과 상기 제2신호전달홈의 직경보다 작은 직경으로 형성되는 연결라인과, 상기 제1신호전달홈, 상기 제2신호전달홈 및 상기 연결라인에 충진되어 상기 트랜스듀서와 상기 손가락 사이의 음향 임피던스를 매칭시키는 제어정합부재를 가지는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
A finger biometric information recognition module for recognizing biometric information including at least one of a finger vein and a fingerprint from a finger in contact,
A transducer that outputs ultrasonic waves toward the finger and receives ultrasonic waves reflected and returned from the finger;
A sound wave control member stacked on the transducer so that ultrasonic waves transmitted and received are transmitted without loss; And
It includes; a signal processing unit for allowing the transducer to output ultrasonic waves, and electrically connected to the transducer to sense biometric information of the finger according to the received ultrasonic waves.
The transducer includes a plurality of unit piezoelectric cells arranged vertically and horizontally in a two-dimensional plane and a filling material filled between the unit piezoelectric cells adjacent to each other,
The sound wave control member includes a first signal transmission groove recessed on one side facing the transducer, a second signal transmission groove recessed on the other side opposite to the one side, and the first signal transmission groove The second signal transmission groove is connected, a connection line formed with a diameter smaller than the diameter of the first signal transmission groove and the second signal transmission groove, the first signal transmission groove, the second signal transmission groove and the Finger biometric information recognition module, characterized in that it has a control matching member that is filled in the connection line to match the acoustic impedance between the transducer and the finger.
제1항에 있어서,
상기 단위압전셀은,
건식식각 기법 또는 마이크로몰딩 기법으로 모재가 가공되어 기둥 형태를 나타내는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
According to claim 1,
The unit piezoelectric cell,
Finger biometric information recognition module, characterized in that the base material is processed to represent the shape of a column by dry etching or micro molding.
제1항에 있어서,
상기 단위압전셀은 무기압전재료와 유기압전재료 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 무기압전재료에는 상호 연통된 다수의 기공이 형성되고,
상기 유기압전재료는 상기 무기압전재료의 외주면을 감싸거나 상기 기공에 형성되는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
According to claim 1,
The unit piezoelectric cell includes at least one of an inorganic piezoelectric material and an organic piezoelectric material,
The inorganic piezoelectric material is formed with a plurality of pores in communication with each other,
The organic piezoelectric material is a finger biometric information recognition module, characterized in that formed in the pores or surrounding the outer circumferential surface of the inorganic piezoelectric material.
접촉되는 손가락으로부터 지정맥과 지문 중 적어도 어느 하나가 포함된 생체정보를 인식하기 위한 손가락 생체정보 인식모듈이고,
상기 손가락을 향해 초음파를 출력하고, 상기 손가락에서 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하는 트랜스듀서;
송수신되는 초음파가 손실없이 전달되도록 상기 트랜스듀서에 적층되는 음파제어부재; 및
상기 트랜스듀서가 초음파를 출력하도록 하고, 상기 트랜스듀서와 전기적으로 접속되어 수신되는 초음파에 따라 상기 손가락의 생체정보를 감지하는 신호처리유닛;을 포함하고,
상기 트랜스듀서는 상기 손가락을 향해 초음파를 출력하는 플레이트 형상의 압전플레이트를 포함하고,
상기 음파제어부재는 상기 트랜스듀서와 마주보는 일측면에 함몰 형성되는 제1신호전달홈과, 상기 일측면과 대향되는 타측면에 함몰 형성되는 제2신호전달홈과, 상기 제1신호전달홈과 상기 제2신호전달홈을 연결하고, 상기 제1신호전달홈과 상기 제2신호전달홈의 직경보다 작은 직경으로 형성되는 연결라인과, 상기 제1신호전달홈, 상기 제2신호전달홈 및 상기 연결라인에 충진되어 상기 트랜스듀서와 상기 손가락 사이의 음향 임피던스를 매칭시키는 제어정합부재를 가지는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
A finger biometric information recognition module for recognizing biometric information including at least one of a finger vein and a fingerprint from a finger in contact,
A transducer that outputs ultrasonic waves toward the finger and receives ultrasonic waves reflected and returned from the finger;
A sound wave control member stacked on the transducer so that ultrasonic waves transmitted and received are transmitted without loss; And
It includes; a signal processing unit for allowing the transducer to output ultrasonic waves, and electrically connected to the transducer to sense bio-information of the finger according to the received ultrasonic waves.
The transducer includes a plate-shaped piezoelectric plate that outputs ultrasonic waves toward the finger,
The sound wave control member includes a first signal transmission groove recessed on one side facing the transducer, a second signal transmission groove recessed on the other side opposite to the one side, and the first signal transmission groove The second signal transmission groove is connected, a connection line formed with a diameter smaller than the diameter of the first signal transmission groove and the second signal transmission groove, the first signal transmission groove, the second signal transmission groove and the A finger biometric information recognition module having a control matching member filled in a connection line to match the acoustic impedance between the transducer and the finger.
제4항에 있어서,
상기 트랜스듀서와 상기 음파제어부재 사이에서 초음파가 전달되도록 상기 트랜스듀서와 상기 음파제어부재 사이에 삽입 적층되는 초음파전달부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
According to claim 4,
A finger biometric information recognition module further comprising; an ultrasonic transmission member inserted and stacked between the transducer and the sound wave control member so that ultrasonic waves are transmitted between the transducer and the sound wave control member.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
초음파가 상기 신호처리유닛으로 전달되는 것을 방지하도록 상기 트랜스듀서와 상기 신호처리유닛 사이에 진공 상태의 공간을 형성하기 위한 포스트부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
The method according to any one of claims 1 to 5,
A finger biometric information recognition module further comprising a post member for forming a vacuum space between the transducer and the signal processing unit to prevent ultrasound from being transmitted to the signal processing unit.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신호처리유닛은,
상기 트랜스듀서에 접속되어 상기 트랜스듀서에서 초음파가 출력되도록 상기 트랜스듀서에 구동신호를 인가하는 초음파구동부;
상기 트랜스듀서에 접속되어 상기 트랜스듀서에서 수신되는 초음파를 처리하는 초음파처리부;
상기 초음파처리부의 신호 중 조건에 맞는 특정신호를 선택하여 출력하는 다중화논리부;
상기 다중화논리부에서 출력되는 신호를 변환하는 신호변환부; 및
초음파의 주파수가 조절되도록 상기 초음파구동부에서 인가되는 상기 구동신호를 제어하고, 제어된 상기 구동신호에 대응하여 상기 초음파처리부와 상기 다중화논리부와 상기 신호변환부의 동작을 제어하는 신호처리제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
The method according to any one of claims 1 to 5,
The signal processing unit,
An ultrasonic driving unit connected to the transducer and applying a driving signal to the transducer to output ultrasonic waves from the transducer;
An ultrasonic processing unit connected to the transducer and processing ultrasound received from the transducer;
A multiplexing logic unit that selects and outputs a specific signal that satisfies a condition from among the signals of the ultrasonic processing unit;
A signal converting unit converting a signal output from the multiplexing logic unit; And
Includes a signal processing control unit for controlling the driving signal applied from the ultrasonic driving unit to adjust the frequency of the ultrasonic wave, and controlling the operation of the ultrasonic processing unit, the multiplexing logic unit and the signal conversion unit in response to the controlled driving signal. Finger biometric information recognition module, characterized in that.
제7항에 있어서,
상기 초음파처리부에는,
수신되는 초음파 신호를 모니터링 하여 수신되는 초음파 신호에서 지문 또는 지정맥에 대한 신호를 추출하여 수신되는 초음파 신호를 보정하는 것이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
The method of claim 7,
In the ultrasonic processing unit,
Finger biometric information recognition module characterized in that it further comprises the step of monitoring the received ultrasonic signal and extracting a signal for a fingerprint or finger vein from the received ultrasonic signal to correct the received ultrasonic signal.
제7항에 있어서,
상기 트랜스듀서에서 출력되는 초음파의 주파수가 제1주파수를 나타내도록 상기 신호처리제어부가 상기 구동신호를 제어하면, 상기 신호처리유닛은 상기 손가락의 지문과 지정맥이 감지되고,
상기 트랜스듀서에서 출력되는 초음파의 주파수가 상기 제1주파수보다 큰 제2주파수를 나타내도록 상기 신호처리제어부가 상기 구동신호를 제어하면, 상기 신호처리유닛은 상기 손가락의 지문이 감지되는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
The method of claim 7,
When the signal processing control unit controls the driving signal so that the frequency of the ultrasonic wave output from the transducer indicates the first frequency, the signal processing unit detects the fingerprint and finger vein of the finger,
When the signal processing control unit controls the driving signal so that the frequency of the ultrasonic wave output from the transducer is greater than the first frequency, the signal processing unit detects the fingerprint of the finger. Finger biometric information recognition module.
제7항에 있어서,
상기 신호처리유닛은,
상기 신호변환부에서 변환된 신호를 힐버트 변환시켜 변환신호를 생성하는 힐버트변환부;
상기 힐버트변환부를 거쳐 생성된 변환신호를 정형화시켜 정형화신호를 생성하는 정형화부;
상기 정형화부를 거쳐 생성된 정형화신호를 3차원 이미지요소로 치환하여 치환신호를 생성하는 이미지치환부;
다수의 상기 이미지치환부를 거쳐 생성된 치환신호를 합성하여 3차원 신호를 생성하는 논리합성부; 및
상기 논리합성부를 거쳐 생성된 3차원 신호를 바탕으로 최종 3차원 이미지를 획득하는 이미지획득부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈.
The method of claim 7,
The signal processing unit,
A Hilbert transform unit that converts the signal converted by the signal converter into Hilbert transform to generate a transform signal;
A shaping unit for shaping a transform signal generated through the Hilbert transform unit to generate a shaping signal;
An image replacement unit for generating a replacement signal by replacing the normalization signal generated through the shaping unit with a 3D image element;
A logic synthesizing unit that generates a 3D signal by synthesizing substitution signals generated through a plurality of the image replacement units; And
Finger biometric information recognition module comprising a; image acquisition unit for obtaining a final three-dimensional image based on the three-dimensional signal generated through the logic synthesis unit.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 손가락 생체정보 인식모듈; 및
상기 신호처리유닛에서 출력되는 신호를 기반으로 전자기기를 제어하는 메인제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
A finger biometric information recognition module according to any one of claims 1 to 5; And
And a main control unit that controls the electronic device based on the signal output from the signal processing unit.
제1항에 기재된 트랜스듀서를 제조하는 방법이고,
상기 단위압전셀이 포함하는 무기압전재료와 유기압전재료 중 적어도 어느 하나를 이용하여 복합압전후막을 제조하는 후막제조단계;
상기 복합압전후막에 구획슬릿이 형성되도록 상기 후막제조단계를 거쳐 제조된 상기 복합압전후막을 재단하는 후막재단단계; 및
상기 구획슬릿에 상기 충진재를 충진하는 슬릿충진단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서의 제조방법.
Method for manufacturing the transducer according to claim 1,
A thick film manufacturing step of manufacturing a composite piezoelectric film using at least one of an inorganic piezoelectric material and an organic piezoelectric material included in the unit piezoelectric cell;
A thick film cutting step of cutting the composite piezoelectric film produced through the thick film manufacturing step so that a partition slit is formed in the composite piezoelectric film; And
And a slit filling step of filling the compartment slit with the filling material.
제12항에 있어서,
상기 후막제조단계는,
베이스에 기공을 형성하기 위한 탬플을 적층하는 탬플적층단계;
상기 탬플적층단계를 거친 다음, 상기 탬플에 상기 무기압전재료의 전구액을 함침시키는 전구액함침단계;
상기 전구액함침단계를 거친 다음, 상기 무기압전재료의 전구액을 건조시키는 건조단계;
상기 건조단계를 거친 다음, 건조된 상기 무기압전재료의 전구액에서 상기 탬플을 제거하는 탬플제거단계;
상기 탬플제거단계를 거친 다음, 건조된 상기 무기압전재료의 전구액을 결정화시키는 결정화단계;
상기 결정화단계를 거친 다음, 결정화된 상기 무기압전재료의 전구액에 상기 유기압전재료를 투입하는 유기재료투입단계; 및
결정화된 상기 무기압전재료의 전구액과 상기 유기압전재료를 혼합 성형하여 상기 복합압전후막을 제조하는 후막화단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서의 제조방법.
The method of claim 12,
The thick film manufacturing step,
A template stacking step of stacking a template for forming pores in the base;
A precursor solution impregnating step of impregnating the temple with a precursor solution of the inorganic piezoelectric material after the temple stacking step;
A drying step of passing the precursor solution impregnation step and then drying the precursor solution of the inorganic piezoelectric material;
After the drying step, a template removal step of removing the template from the dried precursor of the inorganic piezoelectric material;
A crystallization step of crystallizing a precursor solution of the dried inorganic piezoelectric material after passing through the temple removal step;
An organic material input step of introducing the organic piezoelectric material into the precursor solution of the inorganic piezoelectric material crystallized after the crystallization step; And
And a thickening step of mixing the crystallized precursor solution of the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material to prepare the composite piezoelectric thick film.
제1항에 기재된 트랜스듀서를 제조하는 방법이고,
상기 단위압전셀이 포함하는 무기압전재료와 유기압전재료 중 적어도 어느 하나로부터, 상기 무기압전재료 또는 상기 유기압전재료 또는 상기 무기압전재료와 상기 유기압전재료를 혼합한 혼합재료를 준비하는 단계;
상기 단위압전셀에 대응하는 셀홈이 형성된 성형몰드를 준비하는 단계;
상기 성형몰드에 상기 유기압전재료 또는 상기 무기압전재료 또는 상기 혼합재료를 주입하여 기저층에 상기 단위압전셀이 형성된 그린어레이를 제조하는 단계;
상기 그린어레이를 소결시켜 소결어레이를 제조하는 단계;
상기 그린어레이 또는 상기 소결어레이를 상기 성형몰드에서 분리하는 단계; 및
상기 소결어레이에서 상호 인접한 상기 단위압전셀 사이에 충진재를 충진하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서의 제조방법.
Method for manufacturing the transducer according to claim 1,
Preparing at least one of an inorganic piezoelectric material and an organic piezoelectric material included in the unit piezoelectric cell, the inorganic piezoelectric material or the organic piezoelectric material or a mixture of the inorganic piezoelectric material and the organic piezoelectric material;
Preparing a molding mold in which a cell groove corresponding to the unit piezoelectric cell is formed;
Injecting the organic piezoelectric material or the inorganic piezoelectric material or the mixed material into the molding mold to produce a green array in which the unit piezoelectric cell is formed on a base layer;
Sintering the green array to produce a sintered array;
Separating the green array or the sintered array from the molding mold; And
And filling a filler between the unit piezoelectric cells adjacent to each other in the sintered array.
제14항에 있어서,
상기 소결어레이에 상기 단위압전셀과 상기 충진재만 남도록 상기 충진재가 충진된 상기 소결어레이에서 기저층을 제거하는 단계; 및
상기 단위압전셀의 양단부에 전극을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서의 제조방법.
The method of claim 14,
Removing a base layer from the sintered array filled with the filler so that only the unit piezoelectric cell and the filler remain in the sintered array; And
And forming electrodes on both ends of the unit piezoelectric cell.
제4항에 기재된 손가락 생체정보 인식모듈을 제조하는 방법이고,
상부전극의 적층을 위한 베이스를 준비하는 단계;
상기 베이스에 상기 상부전극과, 상기 압전플레이트와, 하부전극을 차례로 적층하는 단계;
단위셀에 대응하여 플레이트 형태의 상기 하부전극이 분리되도록 상기 하부전극을 식각하는 단계;
상기 압전플레이트에 비아홀을 형성하고, 상기 상부전극 및 분리된 상기 하부전극에 각각 전원을 인가하기 위한 연결라인을 패터닝하여 상기 트랜스듀서를 형성하는 단계; 및
상기 신호처리유닛과 상기 연결라인이 전기적으로 접속되도록 상기 신호처리유닛에 상기 트랜스듀서와 상기 베이스를 적층시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법.
A method for manufacturing a finger biometric information recognition module according to claim 4,
Preparing a base for stacking the upper electrodes;
Sequentially stacking the upper electrode, the piezoelectric plate, and the lower electrode on the base;
Etching the lower electrode to separate the lower electrode in the form of a plate corresponding to the unit cell;
Forming via holes in the piezoelectric plate and patterning connection lines for applying power to the upper electrode and the separated lower electrode to form the transducer; And
And laminating the transducer and the base on the signal processing unit so that the signal processing unit and the connection line are electrically connected.
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