KR102161317B1 - 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서 - Google Patents

글래스 일체형 초음파 지문인식 센서 Download PDF

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Abstract

유리 가공을 통해 커버 글래스의 리세스 내부에 초음파 센서를 직접 내장하여, 초음파 센서와 사용자의 손가락 조직 간의 거리를 최소화함과 더불어, 초음파 센서와 유리 사이에 새로운 음향 매칭층을 삽입하여 초음파의 투과도를 최대화하여, 초음파 센서와 손가락 지문 간에 인식 감도를 극대화시킬 수 있는 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서는 상면 및 하면을 가지며, 하면으로부터 상면 방향으로 일부가 제거된 리세스를 갖는 커버 글래스; 상기 커버 글래스의 리세스 내에 매립된 초음파 센서; 및 상기 커버 글래스와 초음파 센서 사이에 삽입 배치되어, 상기 초음파 센서와 커버 글래스 간의 음향 임피던스 차이를 감소시키는 음향 매칭층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

글래스 일체형 초음파 지문인식 센서{ULTRASONIC FINGERPRINT SENSOR EMBEDDED GLASS}
본 발명은 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명한 기판 안에 초음파 센서를 직접 내장하여, 초음파 센서와 손가락 지문 간의 인식 감도를 극대화시킬 수 있는 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서에 관한 것이다.
일반적으로, 지문인식 기술은 사용자의 지문을 인식함으로써 기기의 등록 및 인증 절차를 거치게 하여 각종 보안사고를 예방하는데 주로 이용되는 기술이다. 특히, 지문인식 기술은 개인 및 조직의 네트워크 방어, 각종 컨텐츠와 데이터의 보호, 안전한 엑세스 제어 등에 적용되고 있다.
최근, 스마트폰 및 태블릿 PC 등을 포함한 각종 휴대단말기의 사용자 수가 급증함에 따라, 사용자의 의도와 달리, 휴대단말기에 기록 및 저장된 개인 정보, 컨텐츠가 외부로 유출되는 사고가 빈번하게 발생하고 있다.
이에 따라, 휴대단말기를 포함하는 각종 기기 사용자의 개인정보를 확인 또는 인증하기 위해서 개개인 마다 다른 모양과 특징을 가지고 있는 지문을 인식할 수 있는 지문인식 센서에 대한 기술 개발이 요구되고 있다.
이러한 지문인식 센서는 그 동작 원리에 따라 초음파 방식, 적외선 방식, 정전용량 방식 등으로 구분할 수 있다. 이 중, 초음파 방식은 복수의 초음파 센서에서 방출되는 일정 주파수의 초음파 신호가 사용자의 손가락 지문에서 반사되는 경우의 음향 임피던스(Acoustic Impedance) 차이를 이용하여 지문을 감지하는 방식이다.
이에 따라, 초음파 지문인식 센서는 초음파를 활용해 사용자 손가락 지문의 깊이, 땀 구멍, 뼈의 생김새, 혈류의 움직임 등의 생체정보를 조합하여 최상의 보안 수준을 구축하는 것이 가능하고, 지문의 위조 및 변조의 가능성을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.
또한, 초음파 지문인식 센서는 풀 스크린 형태의 휴대단말기의 안쪽에 장착 가능하며, 땀, 로션 등 각종 오염물질에 대한 영향을 받지 않으며, 유리, 알루미늄, 스테인리스 스틸, 사파이어, 플라스틱 등 다양한 소재와 호환이 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래에 따른 초음파 지문인식 센서에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 종래에 따른 초음파 지문인식 센서를 나타낸 모식도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래에 따른 초음파 지문인식 센서(1)는 커버 글래스(10)의 하부에 배치되는 초음파 센서(20)로부터 음파를 발생시켜 사용자 손가락(P) 지문의 골과 골 사이에서의 음파 길이에 따른 차이를 검출하여 감별하는 방식이다.
그러나, 종래에 따른 초음파 지문인식 센서(1)는 커버 글래스(10)와 커버 글래스(10) 상에 부착되는 글래스 보호필름(미도시)과, 커버 글래스(10)와 초음파 센서(20) 사이에 배치되는 각종 필름(30)의 두께를 포함하면 대략 850㎛ ~ 5mm의 두께를 투과해서 지문인식을 수행해야 하나, 아직까지는 이를 만족할 수 있는 기술수준에 도달하지 못한 상황이다.
이때, 각종 필름(30)은 초음파 센서(20)의 상면에 부착되는 하부 기능성 필름(32), 하부 기능성 필름(32) 상에 부착된 접착 필름(34)과, 접착 필름(34) 상에 부착되는 상부 기능성 필름(36)을 포함할 수 있다.
특히, 종래에 따른 초음파 지문인식 센서(1)는 초음파 센서(20)와 사용자의 손가락(P) 사이에 배치되는 각종 필름(30)에 의한 다층 구조로 인하여 극도로 높은 음향 임피던스 차이가 발생할 뿐만 아니라, 상부의 커버 글래스의 두꺼운 두께 때문에, 초음파의 높은 손실이 발생하기 때문에 초음파가 사용자의 손가락(P) 지문까지 도달하지 못하여 지문 인식 스캐닝에 어려움이 따르고 있다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0047921호(2005.05.23. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 지문 인식 센서 및 그 제조 방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 유리 가공을 통해 커버 글래스의 리세스 내부에 초음파 센서를 직접 내장하여, 초음파 센서와 사용자의 손가락 지문 간의 거리를 최소화함과 더불어, 초음파 센서와 커버 글래스 사이에 음향 매칭층을 삽입하여 초음파의 투과도를 최대화하여, 초음파 센서와 손가락 지문 간의 인식 감도를 극대화시킬 수 있는 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서는 상면 및 하면을 가지며, 하면으로부터 상면 방향으로 일부가 제거된 리세스를 갖는 커버 글래스; 상기 커버 글래스의 리세스 내에 매립된 초음파 센서; 및 상기 커버 글래스와 초음파 센서 사이에 삽입 배치되어, 상기 초음파 센서와 커버 글래스 간의 음향 임피던스 차이를 감소시키는 음향 매칭층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 초음파 센서는 투명 기판과, 상기 투명 기판 상에 매트릭스 배열 구조로 실장된 복수의 압전 소자를 포함한다.
이때, 상기 복수의 압전 소자는 PZT(Lead zirconate titanate), (Pb, Sm)TiO3, 쿼츠(Quartz), PMN(Pb(MgNb)O3)-PT(PbTiO3), PVDF(Polyvinylidene fluoride), PVDF-TrFe, PMUT(Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer) 및 CMUT(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer)를 포함하는 적어도 하나의 압전 소재와 함께 투명한 압전 물질로 각각 형성될 수 있다.
특히, 상기 커버 글래스는 제1 음향 임피던스를 갖고, 상기 초음파 센서는 상기 제1 음향 임피던스보다 큰 제2 음향 임피던스를 가지며, 상기 음향 매칭층은 상기 제1 음향 임피던스와 제2 음향 임피던스의 중간 값인 제3 음향 임피던스를 갖는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 음향 임피던스는 5 ~ 18 메가 레일(M rayls)을 갖고, 상기 제2 음향 임피던스는 20 ~ 50 메가 레일을 갖는다.
상기 음향 매칭층은 복수개가 수직적으로 적층되는 적층 구조이고, 상기 복수의 음향 매칭층은 상호 간이 서로 다른 음향 임피던스 값을 갖는다.
이때, 상기 복수의 음향 매칭층은 상기 초음파 센서에 부착된 음향 매칭층으로부터 상기 커버 글래스에 부착되는 음향 매칭층으로 갈수록 음향 임피던스가 차등적으로 감소하도록 설계된다.
또한, 상기 지문인식 센서는 상기 초음파 센서의 하측에 배치되어, 상기 커버 글래스의 리세스 내에 매립된 흡음층을 더 포함한다.
상기 흡음층은 상기 제2 음향 임피던스와 같거나, 또는 제2 음향 임피던스 보다 큰 제4 음향 임피던스를 갖는다. 이때, 상기 제4 음향 임피던스는 20 ~ 60 메가 레일을 갖는다.
상기 커버 글래스의 리세스는 상기 음향 매칭층, 초음파 센서 및 흡음층의 합산 두께와 동일한 두께를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서는 유리 가공에 의해 커버 글래스의 하면으로부터 상면 방향으로 일부가 제거된 리세스 내부에 초음파 센서가 직접 내장되는 매립형 구조를 가짐에 따라 초음파 센서와 사용자의 손가락 지문 간의 거리를 최소화할 수 있으므로 초음파 센서와 사용자의 손가락 지문 간의 인식 감도를 극대화할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서는 초음파 센서가 커버 글래스의 리세스 내에 내장되기 때문에 초음파 센서의 두께를 고려할 필요가 없으므로 초음파 지문인식 센서 전체 두께가 감소되어 슬림화를 도모할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서는 초음파 센서와 커버 글래스 사이에 삽입되는 음향 매칭층으로 복수개가 차례로 적층되는 적층 구조를 갖는 것을 이용하되, 초음파 센서에서 커버 글래스 방향으로 갈수록 음향 임피던스가 차등적으로 감소되도록 설계하여 초음파 센서와 커버 글래스 간의 투과도를 최대화하여 초음파 센서와 사용자의 손가락 지문 간의 인식 감도를 극대화시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래에 따른 초음파 지문인식 센서를 나타낸 모식도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서가 내장된 휴대 단말기를 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서를 나타낸 사시도.
도 4는 도 3의 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서를 보다 구체적으로 나타낸 모식도.
도 5는 도 3의 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서를 나타낸 분해 단면도.
도 6은 도 4의 초음파 센서의 배열 구조를 설명하기 위한 모식도.
도 7은 도 6의 초음파 센서 배열 구조에 따른 지문인식 방법을 설명하기 위한 모식도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서가 내장된 휴대 단말기를 나타낸 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서(100)는 휴대단말기(200)의 하단 중앙 부분에 배치되어 있을 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 그 위치는 다양하게 변경될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서(100)는 휴대단말기(200)의 하단 중앙 부분의 홈 버튼 내에 매립되는 형태로 장착되어 있을 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서를 보다 구체적으로 나타낸 모식도이며, 도 5는 도 3의 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서를 나타낸 분해 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서(100)는 커버 글래스(110), 초음파 센서(120), 음향 매칭층(130) 및 흡음층(140)을 포함한다.
커버 글래스(110)는 상면(110a) 및 하면(110b)을 가지며, 하면(110b)으로부터 상면(110a) 방향으로 일부가 제거된 리세스(R)를 갖는다. 이때, 도면으로 도시하지는 않았지만, 커버 글래스(110) 상면(110a)에는 글래스 보호필름(미도시)이 배치되어 있을 수 있다.
이때, 커버 글래스(110)는 화면 지문인식에 사용되는 것이라면 특별히 제한 없이 사용될 수 있으며, 일 예로 고릴라 유리가 이용될 수 있다. 이러한 커버 글래스(110)는 대략 100 ~ 1,000㎛의 두께를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
초음파 센서(120)는 커버 글래스(110)의 리세스(R) 내에 매립된다. 이에 따라, 초음파 센서(120)는 유리 가공에 의해 커버 글래스(110)의 하면(110b)으로부터 상면(110a) 방향으로 일부가 제거된 리세스(R) 내부에 초음파 센서(120)가 직접 내장된다. 이 결과, 초음파 센서(120)와 사용자의 손가락(P) 지문 간의 거리를 최소화할 수 있으므로 초음파 센서(120)와 사용자의 손가락(P) 지문 간의 인식 감도를 극대화할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서(100)는 초음파 센서(120)가 커버 글래스(110)의 리세스(R) 내에 내장되기 때문에 초음파 센서(120)의 두께를 고려할 필요가 없으므로 초음파 지문인식 센서(100) 전체 두께가 감소되어 슬림화를 도모할 수 있게 된다. 이러한 초음파 센서(120)는 투명한 압전 물질로 이루어진다.
음향 매칭층(130)은 커버 글래스(110)와 초음파 센서(120) 사이에 삽입 배치된다. 이러한 음향 매칭층(130)은 초음파 센서(120)와 커버 글래스(110) 간의 음향 임피던스 차이를 감소시키는 역할을 한다. 음향 매칭층(130)으로는 투명한 물질이라는 제약 없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 투명한 압전 물질을 이용하는 것이 바람직하다.
이때, 음향 매칭층(130)은 커버 글래스(110)와 초음파 센서(120) 사이에서, 초음파 센서(120)와 사용자의 손가락(P) 지문 간의 음향 임피던스 차이를 감소시켜 초음파의 투과도를 향상시키고, 초음파 센서(120)로부터 출사된 초음파 신호가 사용자의 손가락(P) 지문에 의해 반사되어 되돌아오는 신호의 감도를 높이는 역할을 한다.
즉, 초음파 센서(120)와 커버 글래스(110) 사이에 높은 투과도를 유지하기 위해, 음향 매칭층(130)의 음향 임피던스는 커버 글래스(110)의 음향 임피던스와 초음파 센서(120)의 음향 임피던스의 사이 값을 갖는 것이 바람직하다.
일반적으로 음향 임피던스는 하기 식 1과 같이, 물질 밀도, 물질 음속 및 두께에 영향을 받는다.
식 1 : Z = ρㆍc
여기서, Z는 음향 임피던스이고, ρ는 물질 밀도이며, c는 물질 음속을 나타낸다.
따라서, 커버 글래스(110)는 제1 음향 임피던스를 갖고, 초음파 센서(120)는 제1 음향 임피던스보다 큰 제2 음향 임피던스를 가지며, 음향 매칭층(130)은 제1 음향 임피던스와 제2 음향 임피던스의 중간 값인 제3 음향 임피던스를 갖는 것이 바람직하다.
구체적으로, 제1 음향 임피던스는 5 ~ 18 메가 레일(M rayls)을 갖고, 제2 음향 임피던스는 20 ~ 50 메가 레일을 가지며, 제3 음향 임피던스는 5 ~ 40 메가 레일을 가질 수 있다.
이러한 음향 매칭층(130)은 복수개가 수직적으로 적층되는 적층 구조를 갖는다.
복수의 음향 매칭층(130)은 상호 간이 서로 다른 음향 임피던스 값을 갖는 것이 바람직하다.
특히, 복수의 음향 매칭층(130)은 초음파 센서(120)에 부착된 음향 매칭층(130)으로부터 커버 글래스(110)에 부착되는 음향 매칭층(130)으로 갈수록 음향 임피던스가 차등적으로 감소하도록 설계된 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에서는 음향 매칭층(130)으로 복수개가 수직적으로 적층되는 적층 구조를 갖는 것을 이용하되, 음향 임피던스가 차등적으로 감소하도록 설계되는 것에 의해 초음파 센서(120)와 커버 글래스(110) 간의 높은 투과도를 유지할 수 있게 된다.
이때, 도 4 및 도 5에서는 음향 매칭층(130) 3개가 수직적으로 적층된 적층 구조, 즉 제1 음향 매칭층(132), 제2 음향 매칭층(134) 및 제3 음향 매칭층(136)이 차례로 적층된 것을 일 예로 나타내었다.
표 1은 음향 매칭층으로 3개의 층이 수직적으로 적층된 구조를 일 예로 나타낸 것이다. 여기서, 0 ~ 20MHz 주파수 범위(frequency range)에서의 음향 임피던스 값을 나타내었다.
[표 1]
Figure 112018055941322-pat00001
표 1에 도시된 바와 같이, 커버 글래스(110)는 5 ~ 18 메가 레일의 음향 임피던스를 갖고, 초음파 센서(120)는 20 ~ 50 메가 레일의 음향 임피던스를 갖는 것을 확인할 수 있다.
그리고, 커버 글래스(110)와 초음파 센서(120) 사이에 배치되는 제1 음향 매칭층(132), 제2 음향 매칭층(134) 및 제3 음향 매칭층(136)은 초음파 센서(120)로부터 커버 글래스(110) 방향으로 갈수록 음향 임피던스 값이 감소하도록 설계된다.
즉, 제1 음향 매칭층(132)은 15 ~ 40 메가 레일의 음향 임피던스를 갖고, 제2 음향 매칭층(134)은 제1 음향 매칭층(132)의 음향 임피던스 보다 작은 10 ~ 30 메가 레일의 음향 임피던스를 가지며, 제3 음향 매칭층(136)은 제2 음향 매칭층(134)의 음향 임피던스 보다 작은 5 ~ 20 메가 레일을 가질 수 있다.
또한, 흡음층(140)은 초음파 센서(120)의 음향 임피던스와 동일하거나 큰 20 ~ 60 메가 레일을 가질 수 있다.
흡음층(140)은 초음파 센서(120)의 하측에 배치되어, 커버 글래스(110)의 리세스(R) 내에 매립된다. 이러한 흡음층(140)은 압전 물질로 이루어진 초음파 센서(120)의 배면에 배치되어, 압전 물질에서 발생하여 초음파 센서(120)의 배면으로 출사되는 초음파 진동을 흡수함과 더불어, 초음파 펄스의 사이클을 감소하여 축 방향의 분해능을 개선시키는 역할을 한다.
따라서, 초음파 센서(120)의 배면으로 나오는 초음파를 흡수하기 위해, 흡음층(140)은 초음파 센서(120)와 유사한 음향 임피던스 값을 가져야 한다.
이를 위해, 흡음층(140)은 제2 음향 임피던스와 같거나, 또는 제2 음향 임피던스보다 큰 제4 음향 임피던스를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로, 제4 음향 임피던스는 20 ~ 60 메가 레일을 갖는 것이 좋다.
여기서, 커버 글래스(110)의 리세스(R)는 음향 매칭층(130), 초음파 센서(120) 및 흡음층(140)의 합산 두께와 실질적으로 동일한 두께를 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 음향 매칭층(130), 초음파 센서(120) 및 흡음층(140)은 커버 글래스(110)의 리세스(R) 내에 모두 매립되는 구조를 갖게 된다.
한편, 도 6은 도 4의 초음파 센서의 배열 구조를 설명하기 위한 모식도이고, 이고, 도 7은 도 6의 초음파 센서 배열 구조에 따른 지문인식 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 초음파 센서(120)는 투명 기판(122)과, 투명 기판(122) 상에 매트릭스 배열 구조로 실장된 복수의 압전 소자(124)를 포함한다. 이와 같이, 복수의 압전 소자(124)는 투명 기판(122) 상에 X 축 방향과 Y 축 방향을 따라 일정 간격으로 이격 배치되도록 실장된다.
여기서, 복수의 압전 소자(124)는 PZT(Lead zirconate titanate), (Pb, Sm)TiO3, 쿼츠(Quartz), PMN(Pb(MgNb)O3)-PT(PbTiO3), PVDF(Polyvinylidene fluoride), PVDF-TrFe, PMUT(Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer) 및 CMUT(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer)를 포함하는 적어도 하나의 압전 소재와 함께 투명한 압전 물질로 각각 형성될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 투명 압전 물질을 기반으로 하는 압전 소자라면 특별히 제한 없이 사용될 수 있다.
이러한 초음파 센서(120)는 복수의 압전 소자(124)를 통해 초음파를 송수신하여 사용자 손가락(P)의 지문이나 피부 조직의 형태를 감지하게 된다. 즉, X축과 Y축을 따라 배열된 복수의 압전 소자(124)의 배열을 통해 초미세 및 초감도 초음파의 신호를 발생시키고 사용자의 손가락(P) 지문에서 반사되어 되돌아 오는 신호를 수신하여 사용자 손가락의 지문을 인식할 수 있게 된다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서는 유리 가공에 의해 커버 글래스의 하면으로부터 상면 방향으로 일부가 제거된 리세스 내부에 초음파 센서가 직접 내장되는 매립형 구조를 가짐에 따라 초음파 센서와 사용자의 손가락 지문 간의 거리를 최소화할 수 있으므로 초음파 센서와 사용자의 손가락 지문 간의 인식 감도를 극대화할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서는 초음파 센서가 커버 글래스의 리세스 내에 내장되기 때문에 초음파 센서의 두께를 고려할 필요가 없으므로 초음파 지문인식 센서 전체 두께가 감소되어 슬림화를 도모할 수 있게 된다.
이에 더불어, 본 발명의 실시예에 따른 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서는 초음파 센서와 커버 글래스 사이에 삽입되는 음향 매칭층으로 복수개가 차례로 적층되는 적층 구조를 갖는 것을 이용하되, 초음파 센서에서 커버 글래스 방향으로 갈수록 음향 임피던스가 차등적으로 감소되도록 설계하여 초음파 센서와 커버 글래스 간의 투과도를 최대화하여 초음파 센서와 사용자의 손가락 지문 간의 인식 감도를 극대화시킬 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 초음파 지문인식 센서
110 : 커버 글래스
110a : 커버 글래스 상면
110b : 커버 글래스 하면
120 : 초음파 센서
130 : 음향 매칭층
140 : 흡음층

Claims (12)

  1. 상면 및 하면을 가지며, 하면으로부터 상면 방향으로 일부가 제거된 리세스를 갖는 커버 글래스;
    상기 커버 글래스의 리세스 내에 매립된 초음파 센서;
    상기 커버 글래스와 초음파 센서 사이에 삽입 배치되어, 상기 초음파 센서와 커버 글래스 간의 음향 임피던스 차이를 감소시키는 음향 매칭층; 및
    상기 초음파 센서의 하측에 배치되어, 상기 커버 글래스의 리세스 내에 매립된 흡음층;을 포함하며,
    상기 음향 매칭층의 상면은 상기 커버 글래스에 직접 접촉되고, 상기 음향 매칭층의 하면은 상기 초음파 센서에 직접 접촉되며,
    상기 커버 글래스는 제1 음향 임피던스를 갖고,
    상기 초음파 센서는 상기 제1 음향 임피던스보다 큰 제2 음향 임피던스를 가지며,
    상기 음향 매칭층은 상기 제1 음향 임피던스와 제2 음향 임피던스의 중간 값인 제3 음향 임피던스를 갖고,
    상기 흡음층은 초음파 센서의 배면으로 출사되는 초음파를 흡수하기 위해, 상기 제2 음향 임피던스와 같거나, 또는 제2 음향 임피던스보다 큰 제4 음향 임피던스를 갖는 것을 특징으로 하는 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 센서는
    투명 기판과,
    상기 투명 기판 상에 매트릭스 배열 구조로 실장된 복수의 압전 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 압전 소자는
    PZT(Lead zirconate titanate), (Pb, Sm)TiO3, 쿼츠(Quartz), PMN(Pb(MgNb)O3)-PT(PbTiO3), PVDF(Polyvinylidene fluoride), PVDF-TrFe, PMUT(Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer) 및 CMUT(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer)를 포함하는 적어도 하나의 압전 소재와 투명한 압전 물질로 각각 형성된 것을 특징으로 하는 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 음향 임피던스는 5 ~ 18 메가 레일(M rayls)을 갖고,
    상기 제2 음향 임피던스는 20 ~ 50 메가 레일을 갖는 것을 특징으로 하는 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 음향 매칭층은
    복수개가 수직적으로 적층되는 적층 구조인 것을 특징으로 하는 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 음향 매칭층은
    상호 간이 서로 다른 음향 임피던스 값을 갖는 것을 특징으로 하는 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 음향 매칭층은
    상기 초음파 센서에 부착된 음향 매칭층으로부터 상기 커버 글래스에 부착되는 음향 매칭층으로 갈수록 음향 임피던스가 차등적으로 감소하도록 설계된 것을 특징으로 하는 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제4 음향 임피던스는 20 ~ 60 메가 레일을 갖는 것을 특징으로 하는 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 커버 글래스의 리세스는
    상기 음향 매칭층, 초음파 센서 및 흡음층의 합산 두께와 동일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 글래스 일체형 초음파 지문인식 센서.
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